マルチモードファイバーの中のカオスを通して見る

マルチモードファイバーは、ディフューザーなどの高散乱媒質と似たやり方で、コヒーレントな光信号を一見ランダムなスペックルパターンの形で伝達する。他の光学的にランダムな環境とは異なり、マルチモードファイバーは、非常に正確な円筒対称性を備えている。今回の実験的研究は、マルチモードファイバーを予測不可能な光学系に分類する、一般的な見方に異議を唱えるものである。我々は、市販されているマルチモードファイバーが、非常に正確な光学部品となり得ることを実証する。我々は、マルチモードファイバーの直線部分や、大きく曲がった部分でさえも、数百ミリメートルを超える距離の光伝搬を予測できる可能性があることを、十分に正確な理論モデルによって示す。この新たに発見された予測可能性をイメージングに利用して、マルチモードファイバーを使った内視鏡が前例のない能力を持ち、分解能と装置設置面積の両面で特別に優れた性能が得られることを実証している。従って、今回の結果は、運動性生物の内部深くの高品質イメージングなど、多数のエキサイティングな応用への道を開くものである。