Il sistema consente di ricavare lo spettro di assorbimento e di scattering in mezzi diffondenti tramite misure di riflettanza e trasmittanza risolta nel tempo nell’intervallo spettrale 560-1050 nm. Il sistema è basato su laser accordabili operanti in regime di mode-locking (laser a colorante, laser a titanio in zaffiro) completamente controllati dal calcolatore. Un sistema di fibre ottiche e di dispositivi in fibra consente di selezionare la sorgente laser da inviare sul campione, di prelevare parte del segnale per il sincronismo della misura, di controllare la potenza ottica incidente e di monitorare in tempo reale la prestazione del laser (lunghezza d’onda, durata temporale). Il segnale ottico propagato all’interno del mezzo da indagare è raccolto da una fibra ottica posta sulla superficie ed inviato ad un fotomoltiplicatore. Una catena elettronica per conteggio a singolo fotone correlato nel tempo consente di riscostruire la distribuzione temporale dei fotoni riemessi dal mezzo. L’analisi delle curve temporali alle diverse lunghezze d’onda tramite un modello teorico di propagazione (teoria della Diffusione) permette di ricavare, in tempo reale, gli spettri di assorbimento e scattering. Il sistema consente di effettuare una misura sull’intero intervallo spettrale in tempi compatibili con una applicazione in vivo (10 minuti).

Un ulteriore sviluppo del sistema ha consentito di realizzare una stazione di lavoro parallela operante con la radiazione di supercontinuo generato tramite una fibra a cristallo fotonico e un fotomoltiplicare multi-anodo per l’acquisizione parallela delle curve di riflettanza risolte nel tempo a 32 lunghezze d’onda. Il sistema consente di effettuare spettroscopia nell’intervallo spettrale da 600 a 850 nm con tempi di misura di 1 s, adeguati per il monitoraggio funzionale dei parametri ottici in vivo.