Российские учёные создали лазер размером с человеческий волос для ранней диагностики рака

Исследователи из Новосибирского государственного университета создали микролазер в виде цилиндрического резонатора с точностью, позволяющей его размеру быть сопоставимым с толщиной человеческого волоса. Разработка направлена на использование в сферах фотоники и связи, а также имеет потенциал для применения в ранней диагностике онкологических заболеваний, сообщили в пресс-службе университета.

По словам одной из участниц проекта, Натальи Макаровой, главной задачей было обеспечить генерацию лазерного излучения внутри очень маленьких полуцилиндрических резонаторов, диаметр которых соответствует толщине человеческого волоса. Эти резонаторы состоят из тонких сечений оптических волокон, интегрированных с ионами редкоземельного элемента эрбия.

Активные волокна, применённые в изобретении, были специально изготовлены в Институте прикладной физики в Нижнем Новгороде и послужили основой для создания данного микролазера.

Макарова отметила, что цилиндрическая форма резонаторов предоставляет дополнительные преимущества по сравнению с традиционными сферическими, позволяя изменять длины волн лазерного излучения и расширяя тем самым спектр возможных областей применения. Внутри этих микроскопических резонаторов свет распространяется по спирали вдоль стенок оптического волокна, что известно как эффект "шёпотающего галереи". Это делает лазер крайне чувствительным к изменениям температуры и присутствию газов.

Данный тип лазера излучает в диапазоне, близком к рабочим частотам современных телекоммуникационных технологий, что делает его пригодным для использования в системах связи и навигации спутников.

В медицинской сфере исследователь подчеркнула, что узкая спектральная линия лазера позволяет обнаруживать отдельные молекулы вместо их скоплений, что способствует отслеживанию их перемещения и изучению поведения в биологических системах. Такая особенность может в будущем обеспечить возможность раннего выявления молекул, связанных с раковыми опухолями, на самых ранних стадиях, недоступных для современных диагностических методов.