Ученые из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали математическую модель, которая позволит спрогнозировать наиболее оптимальные параметры рассеянного светового потока. Она оптимизирует работу волоконно-оптических рассеивателей, используемых при выполнении малотравматичных операций и лечении сосудистых заболеваний и рака.
Оптоволокно — материал из тонких стеклянных или пластиковых нитей, который используют для передачи света на большие расстояния. В медицинской практике его применяют при малотравматичных терапевтических операциях, лечении сосудистых патологий и рака в качестве источника излучения. Для эффективной работы необходимо обеспечить равномерное распределение излучения вдоль волокна. Разработка специалистов ПНИПУ поможет определить параметры периодических микроструктур, которые необходимо создавать с помощью оптического пробоя внутри волокна для получения оптимальных свойств оптоволоконных рассеивателей.
«Мы рассмотрели участок волокна SMF-28e с микродефектами в сердцевине и оценили распределение интенсивности с боковой поверхности в зависимости от формы, размера и взаимного расположения микродефектов. Анализ результатов показал, что сферические дефекты рассеивают излучение более равномерно, пулевидные и эллипсоидальные дают всплеск рассеянного света вблизи первых дефектов, далее вдоль структуры интенсивность резко падает. Необходимо отметить, что структура дефектов, близких по диаметру к сердцевине, дает самый высокий процент рассеяния излучения на самом первом дефекте. Это негативный фактор. Поэтому следует создавать структуры микродефектов по размеру меньше сердцевины, с формой, близкой к сферической», — рассказал доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой «Общая физика» ПНИПУ Анатолий Перминов.
Модель разработана в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Статья опубликована в журнале «Вестник Российской академии наук: физика». Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, грант № 23-21-00169.
