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光学物理学

光学物理学

太空时代的物质可以恢复视线

09 Jan 2002

在太空中发展起来的光敏材料可用于恢复视网膜受损者的视线。根据美国休斯顿大学太空真空外延中心(SVEC)的负责人Alex Ignatiev的说法,测试表明,与早期基于硅的原型不同,陶瓷光电探测器将与人眼兼容。该设备的人体试验将于今年晚些时候开始。

抬头

人眼视网膜中的视杆细胞和视锥细胞在检测到光时就会向大脑发送电信号。某些疾病会破坏这些细胞并引起失明,但不会影响‘wiring’ –这意味着可以通过植入合适的人造细胞来恢复视力。

现在,由NASA赞助的SVEC开发的光电探测器可以满足要求。该器件由掺镧钛酸铅锆(PLZT)的薄膜组成。材料是逐层生长的– or ‘epitaxially’ –使用“唤醒盾”设施中超高真空条件下的研究过程中完善的过程,这是一个由航天飞机发射到低地球轨道的小型天基实验室。该方法产生具有最佳光学性能的均匀晶体结构。

PLZT是一种铁电材料,这意味着它包含类似于铁磁体的微小电畴。但是PLZT在吸收光时也会产生电场–一种称为光铁电效应的现象。由于PLZT对波长在450到700纳米之间的光非常敏感,因此它是替换杆状和锥状细胞的理想选择。“PLZT的吸收与眼睛的光谱灵敏度之间存在良好的重叠”,伊格纳季耶夫告诉PhysicsWeb。

伊格纳季耶夫(Ignatiev)解释说,毫米大小的阵列包含成千上万个光电探测器–每个只有五个微米–可以植入视网膜,然后视网膜将电信号发送到视神经。研究小组认为,大脑将学会解释人造细胞发出的陌生电压,但他们不确定植入物将达到何种分辨率或将持续多久。

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