2025-02-19 18:09 广东
上海和南京联合突破！开发出超薄光纤，承载1万多倍的数据，实时观察脑细胞！
这项新技术提供了更高的图像分辨率，有助于更准确地检测小肿瘤。
中国科学家声称已经开发出一种新型超薄光纤，可以改善大脑成像并促进高速通信。这种光纤运行于光神经网络上，可以携带比普通单模光纤多数万倍的数据。
这项技术可以使脑神经细胞的实时成像成为可能，帮助医生更有效地诊断疾病。它还可以用于更快的互联网连接、量子计算和微光子设备。
这项研究是由上海理工大学、南京东南大学和悉尼科技大学的团队进行的。
光纤的工作原理
光纤由细塑料或玻璃制成，以光脉冲的形式高速传输数据。有两种主要类型：单模和多模光纤。
单模光纤，用于远距离通信，一次只发送一个光信号，通常来自激光。多模光纤具有更宽的芯，允许来自LED的多个光信号通过它们。然而，这些信号从光纤的边缘反弹，这可能会扰乱数据。
科学家们有办法解决这个问题，比如使用人工神经网络或空间光调制器，但这些方法需要时间和大量的能量。它们还需要在处理光信号之前将其转换为电信号，这会减慢速度。
为了解决这个问题，研究人员在超薄多模光纤的末端添加了微小的衍射神经网络，大约一粒盐的大小。这些网络可以实时读取和处理光信号，而不需要复杂的计算能力。
医疗应用和未来测试
科学家们已经在研究这项技术的医疗用途。上海科技大学人工智能科学与技术学院副教授于浩毅表示，他们正在与海南岛的一家医院合作测试这种纤维。
他说：“我们已经开始使用光纤集成的衍射神经网络，来检测显微镜下从医院获得的样本中显示病变的光信号。”
他解释说，这是在动物身上测试这种纤维的第一步，最终将在人类身上测试。
于教授说：“与医生的讨论为我们的研究方向提供了指引。”“患者可以摄入无害的发光材料，使目标器官发光，让我们的光纤设备检测到任何异常情况。”
于教授解释说，这种新纤维提供的图像比目前的内窥镜设备清晰得多，这可以帮助医生发现可能被遗漏的小肿瘤。
他表示：“我们还可以将该设备与经过训练的深度学习算法相结合，以识别病理变化，提高筛查准确性，促进早期发现、诊断和治疗。”
