اپتیک و کوانتوم

تعیین مورفولوژی ذرات و نمونه‌های زیستی یکی از نیازهای مهم در صنعت، بیوتکنولوژی،  پزشکی و زیست‌شناسی به شمار می‌رود. از آنجایی که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مواد عموما به توزیع اندازه و شکل فازی آن‌ها وابسته است، تعیین آن نقش بسیار مهمی در علوم شیمی، پزشکی، زیست‌فناوری، نانو فن‌آوری، داروسازی و همچنین فرآیند‌های صنعتی، مواد غذایی و ... خواهد داشت. همچنین  تغییرات مورفولوژیکی سلول‌های زنده ارتباط مستقیمی با میزان سلامتی سلول و نوع بیماری دارد. مطالعه دینامیک سلول‌ها در تشخیص اولیه بسیاری از بیماری‌ها و درمان بهنگام آن‌ها مؤثر است.
در این طرح سعی شده است که با کاهش خطاهای مکانیکی امکان مطالعه تغییرات زیر نانومتری سلولی فراهم شود. مطالعه ارتعاشات  غشای سلولی، اهمیت ویژه‌ای در تشخیص بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان دارد که نیازمند تصویربرداری دقیق و سریع است که روش پیشنهادی در این پژوهش پاسخگوی این بخش از تحقیق نیز است.
در این پژوهش، یک قطعه‌ جانبی تصویربرداری کمی فازی پیشنهاد شده است که قابلیت نصب بر روی میکروسکوپ‌های نوری معمولی و تجهیز کردن آ‌ن‌ها به ابزاری برای میکروسکوپی تمام‌نگاری دیجیتالی را دارد. قطعه‌ی پیشنهادی شامل یک دومنشور فرنل با زاویه رأس مشخص است که در صورت هدایت نور همدوس لیزر داخل میکروسکوپ، قابلیت تشکیل فریز تداخلی را دارد. در بخش انتهایی قطعه یک آشکارساز دیجیتال برای ثبت تمام‌نگاشت‌ها قرار می‌گیرد. با نصب این قطعه‌ی بر روی هر نوع میکروسکوپ نوری موجود می‌توان یک دستگاه میکروسکوپ تمام‌نگاری دیجیتالی بسیار پایدار داشت که بدون نیاز به استفاده از میزهای اپتیکی ضد ارتعاش، امکان تصویربرداری، مطالعه و مشخصه‌یابی سلول‌های زنده را فراهم می‌کند.
دستگاه پیشنهادی کارایی بسیار بالایی در تصویربرداری سه‌بعدی از نمونه‌های شفاف بخصوص نمونه‌های زیستی و همچنین بررسی کمی دینامیک آن‌ها دارد و می‌توان به‌سادگی از آن برای مطالعه‌ی کمی دینامیک سلولی در تحقیقات پزشکی و زیست‌شناسی‌، توپوگرافی سه‌بعدی از سطح، تست و مشخصه‌یابی ساختارهای مختلف در علم مواد و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، اندازه‌گیری تغییرات ضریب شکست شاره‌ها در میکروکانال‌ها، مطالعه‌ی پدیده‌های غیرخطی و بسیاری کاربردهای تحقیقاتی و صنعتی دیگر استفاده کرد.