浙江
中国科学家表示，他们已经开发出一种光纤技术，可以为大脑神经细胞的“实时内窥镜检查”和更快的下一代电信铺平道路。
研究人员表示，这种超薄光纤是在光学神经网络上运行的，可携带的光学信息量是传统单模光纤的数万倍，这意味着它可以用于高速光通信、量子信息处理和微光子器件。
上周五，来自上海理工大学、南京东南大学和悉尼科技大学的研究人员在《自然光子学》杂志上发表了他们的研究结果。
光纤或光纤电缆是由塑料或玻璃制成的线束或纤维介质，它们以光脉冲的形式高速传输数据。
单模光纤和多模光纤是两种主要类型的光纤，前者主要用于远距离通信和高速数据传输，后者主要主要用于建筑物内等局部区域。
单模光纤一次只允许一种模式的光通过，通常使用激光作为光源；而多模光纤的芯较宽，允许来自廉价led多种模式的光通过边缘反射通过。但是这也意味着多模光纤是一种高度散射的介质，可能会降低通过其传输的任何信息的质量。
现有的解决方案可以重建这些混乱的图像，包括使用人工神经网络或空间光调制器。然而，这个过程耗时耗力，还存在计算延迟——包括将光信号转换成电信号，然后由人工智能模型进行计算和解释。
为了克服这些挑战，研究人员将微型衍射神经网络（一粒盐那么小）集成到像头发一样的多模光纤端面，利用光学技术实时分析并读取光信号中的信息。
上海理工大学智能科学与技术学院副教授蔚浩义表示，该团队正在与海南岛的一家医院合作，测试超薄纤维在微创内窥镜检查中的应用。
他表示：“我们已经开始使用纤维集成衍射神经网络来检测样本中显示病变的光信号。这是将这项技术应用于动物和人类的第一步。”
他补充说：“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，好让我们的光纤设备检测到任何异常情况。”
据介绍，新技术提供了比目前的内窥镜设备更高的图像分辨率，这意味着小肿瘤不会因为图像失真而被忽视。
他说：“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，从而提高筛查准确性，促进早发现、早诊断和早治疗。”
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