Interessen for anvendelser af kohærent lys og optiske sensorer
inden for de biologiske og medicinske områder er stærkt stigende i
disse år. Dette skyldes dels udviklingen af nye avancerede
lasersystemer, dels udviklingen inden for integrerede optiske
sensorer og endelig de stærkt stigende forventninger om præcis og
effektiv diagnosticering og analyse af biologiske og medicinske
processer. Kurset er opdelt i fire hovedområder: 1. Nye
lasersystemer til medicinsk diagnostik og behandling, 2. Optiske
metoder til billeddannelse i humant væv, 3. Optiske
biosensorer.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Diskutere basale optiske principper som kohærens, interferens
og diffraktion, samt at kunne bestemme afbildning af simple stråler
i sfæriske linser og spejle.
Forklare princippet bag laser virkning, samt kende
virkningsmåden af de komponenter som indgår i forskellige
lasersystemer.
Diskutere fysikken bag ikke-lineær frekvenskonvertering, samt
være i stand til at beskrive tuningsegenskaber for en kohærent
lyskilde baseret på ikke-lineær frekvenskonvertering.
Forklare forskellige vekselvirkningsformer mellem lys og væv,
eksempelvis: fotokemisk, termisk, fotoinduceret plasma og
fotoablation, samt være i stand til at relatere disse
vekselvirkninger til lyskildes egenskaber.
Diskutere vævets optiske egenskaber (spredning og absorption)
samt disse egenskabers bølgelængdeafhængighed.
Beskrive princippet bag transportteori samt kende til
løsninger, herunder diffusionsteori.
Anvende princippet bag Monte Carlo simulering som generel
løsningsmetode, samt forstå hvorledes denne metode kan anvendes til
løsning af transportteori for lysudbredelse i spredende
medier.
Forklare og diskutere virkemåden af et specifikt optisk baseret
diagnostisk system, OCT.
Beskrive spektroskopiske teknikker så som fluorescens og Raman
spektroskopi, samt forstå virkemåden og begrænsningerne i et
spektrometer, herunder detektor følsomhed og støj.
Gennemføre simple øvelser inden for de behandlede emner og
diskutere de opnåede resultater skriftligt såvel som
mundtligt.
Kursusindhold:
Der vil blive forelæst om både den biologiske og medicinske
baggrund for anvendelse af lys til behandling og diagnostik,
specielt lysudbredelse i humant væv, vekselvirkning mellem lys og
væv og behandlingsmuligheder med lys, afbildningsmetoder og
billedanalyse. Et andet stort emne er øjets optiske og spektrale
egenskaber, egenfluorescens i øjets forskellige dele, optisk
diagnose ved laserspredning i øjet, egenskaberne af retina og
mulighederne for optisk behandling af retina. Gennemgang af moderne
kohærente lyskilder, deres optiske egenskaber og potentielle
anvendelser i bio-medicinsk behandling og diagnostik. Under hele
kurset vil der så vidt muligt blive brugt praktiske eksempler og
demonstrationer
Bemærkninger:
Forelæsere fra DTU Fotonik, samt adskillige eksterne inviterede
forelæsere.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver
den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som
kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed,
klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
