全光フィードバックによる散乱媒質を通してのリアルタイム波面整形

動的に変化する不均一媒質を通る光の制御は、実現が求められる目標であり、自由空間通信からナノサージャリーまでさまざまな重要な応用がある。基本的課題は、媒質のダイナミクスより短い時間スケールで光波面の多くの自由度を制御することである。過去に1,000以上の自由度を持つ空間光変調器を用いた波面整形によって濁った試料を通る光の集束が実証され、これに続いて最近多くの進展が報告された。残念ながら、空間光変調器を用いた波面整形は、検出器やカメラからのフィードバックを必要とするため、今のところゆっくり変化する試料に制限されている。今回我々は、全光フィードバックを利用した新しい波面整形方法を実証する。我々は、薄い生体組織などの濁った試料によって散乱された光を集束させるのに必要な複雑な波面を、マルチモードレーザー共振器内部における光場の自己組織化プロセスによって、サブマイクロ秒の時間スケールで発生させることができ、電子的フィードバック、空間光変調器、位相共役結晶が不要であることを示す。