生物软物质中的光学自陷与非线性光-物质相互作用

生物介质中的低散射、深穿透光传输仍然是生物光子技术（包括生物医学成像、光学诊断和光动力疗法）面临的关键挑战。本综述建立并扩展了我们早期对生物悬浮液（如人红细胞和蓝细菌）中非线性光学自陷和光诱导波导的研究，其中光-物质耦合由光力介导的粒子重新分布所支配。近期进展揭示了日益丰富和复杂的机制，包括结构（涡旋）光束在生物环境中的传播和非线性自作用，以及由吸收性生物分子溶液（如血红素和叶绿素）中热驱动机制主导的非线性响应。我们特别强调在这些系统中观察到的独特非线性现象，包括空间自相位调制、光力诱导的有效能量景观塑造，以及在软性、非均匀生物介质中准波导的形成。最后，我们重点介绍了利用这些非线性行为实现深层组织成像、无标记生物传感，以及直接从活体或混合生物物质组装生物相容光子结构和器件的新兴机遇。