Noninvasive light focusing inside the scattering media has been developed such as time-reversed ultrasonically encoded (TRUE) optical focusing, which uses ultrasound as an guide-star. Acousto-optic imaging (AO) is a promising technique that is able to tag the photon in a localized manner, however, the spatial resolution of the technique is limited to the diffraction limit of the ultrasound ($~30 \mu m$ for $50 MHz$). In Raman-Nath theory, it was demonstrated that the nonlinear response of the AO modulation efficiency to the ultrasound pressure occurs, resulting in a reduction of the tagged zone size. We demonstrated that the combined approach of TRUE focusing and nonlinear response can reduce the focal spot size by about 30% compared to that of the conventional TRUE light focus.
광 영상 기술은 나노미터 수준의 높은 공간 해상도와 풍부한 생화학적 정보를 제공하지만, 산란에 의해 투과 깊이가 $1 mm$ 수준으로 제한됨. 따라서 초음파와 광을 결합하는 등의 비침습적 광학 영상 기술이 개발되어 왔음. 음향-광 영상 기술은 초음파 초점 위치를 지나는 광자를 국소적으로 측정 가능한 기술이지만, 이 기술의 공간 분해능은 초음파의 회절 한계로 제한됨 ($50 MHz$의 경우 $30 \mu m$). Raman-Nath 이론에 따르면 초음파 압력에 따라 고차 음향-광 변조 효율의 크기가 비선형적으로 증가하여 변조 영역의 크기가 줄어듦. 따라서 본 실험에서는 시간-역전 광 초점 기술과 고차 음향-광 변조 측정 기술을 결합하여 기존 기술에 비해 약 30% 줄어든 초점 크기를 얻을 수 있음을 검증함.
