Overordnede kursusmål
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 optiske systemer og
endelig de stærkt stigende forventninger om præcis og effektiv
diagnosticering og analyse. Kurset er opdelt i tre hovedområder: 1)
Lasersystemer til medicinsk diagnostik og behandling, 2) Lys-væv
vekselvirkninger, og 3) Optiske metoder til billeddannelse i humant
væv.
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 laservirkning, 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, samt to-foton mikroskopi.
- Beskrive spektroskopiske teknikker så som fluorescens, to-foton
fluorescensmikroskopi, og Raman spektroskopi, samt forstå
virkemåden og begrænsningerne i et spektrometer.
- mundtligt fremlægge artikler inden for de behandlede emner og
diskutere resultater.
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, og afbildningsmetoder. Et
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
eksempler og eksterne besøg.
Bemærkninger
Forelæsere fra DTU Fotonik, DTU Nutech, samt adskillige eksterne
inviterede forelæsere.
Sidst opdateret
24. juni, 2019