Abstract
An overview of applied laser-based diagnostics as pursued at the Division of Atomic Physics, Lund University, is given. The fields of application range from environmental monitoring including cultural heritage assessment, to biomedical applications. General aspects of laser-based methods are non-intrusiveness, high spectral- and spatial resolution, and data production in real-time. Different applications are frequently generically very similar irrespective of the particular context, which, however, decides the spatial and temporal scales as well as the size of the optics employed. Thus, volcanic plume mapping by lidar, and optical mammography are two manifestations of the same principle, as is fluorescence imaging of a human bronchus by an endoscope, and the scanning of a cathedral using a fluorescence lidar system. Recent applications include remote laser-induced break-down spectroscopy (LIBS) and gas monitoring in scattering media (GASMAS). In particular, a powerful method for diagnostics of human sinus cavities was developed, where free oxygen and water molecules are monitored simultaneously.
Similar content being viewed by others
References
S. Svanberg, Phys. Scr. T 110, 39 (2004)
S. Svanberg, Laser Spectroscopy Applied to Energy, Environmental and Medical Research, Procs. of RIS-90 (Adam Hilger, Varese, Italy, 1991), p. 327
S. Svanberg, Appl. Phys. B 46, 271 (1988)
S. Svanberg, Atomic and Molecular Spectroscopy – Basic Aspects and Practical Applications, 4th edn. (Springer, Heidelberg, 2004)
S. Svanberg, Multi-Spectral Imaging – From Astronomy to Microscopy – From Radiowaves to Gammarays (Springer, Heidelberg, to appear)
H.I. Schiff, G.I. Mackey, J. Bechara, The Use of Tuneable Diode Laser Absorption Spectroscopy for Atmospheric Measurements, In: Air Monitoring by Spectroscopic Techniques, ed. by M. Sigrist (Wiley, New York, 1994), p. 239
G. Somesfalean, J. Alnis, U. Gustafsson, S. Svanberg, Appl. Opt. 44, 5148 (2005)
T. Fujii, T. Fukuchi (Eds.), Laser Remote Sensing (CRC Press, Boca Raton, 2005)
S. Svanberg, In: Air Monitoring by Spectroscopic Techniques, ed. by M. Sigrist (Wiley, New York, 1994) p. 85
U. Platt, Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS), In: Air Pollution Monitoring with Optical Techniques, ed. by M. Sigrist (Wiley, New York, 1993)
H. Edner, P. Ragnarson, S. Spännare, S. Svanberg, Appl. Opt. 32, 327 (1993)
J. Sandsten, P. Weibring, H. Edner, S. Svanberg, Opt. Express 6, 92 (2000)
J. Sandsten, H. Edner, S. Svanberg, Opt. Express 12, 1443 (2004)
G. Somesfalean, Z.G. Zhang, M. Sjöholm, S. Svanberg, Appl. Phys. B 80, 1021 (2005)
U. Gustafsson, J. Sandsten, S. Svanberg, Appl. Phys. B 71, 853 (2000)
G. Duxbury, N. Langford, Spectrosc. Eur. 12, 18 (2006)
G. Somesfalean, M. Sjöholm, L. Persson, H. Gao, T. Svensson, S. Svanberg, Appl. Phys. Lett. 86, 1 (2005)
S. Svanberg, LIDAR, In: Springer Handbook of Lasers and Optics, ed. by F. Träger (Springer, Heidelberg, 2007), p. 1031
H. Edner, G.W. Faris, A. Sunesson, S. Svanberg, Appl. Opt. 28, 921 (1989)
M. Sjöholm, P. Weibring, H. Edner, S. Svanberg, Opt. Express 12, 551 (2004)
R. Grönlund, M. Sjöholm, P. Weibring, H. Edner, S. Svanberg, Atmosph. Environ. 39, 7474 (2005)
P. Weibring, H. Edner, S. Svanberg, Appl. Opt. 42, 3583 (2003)
H. Edner, P. Ragnarson, S. Svanberg, E. Wallinder, R. Ferrara, R. Cioni, B. Raco, G. Taddeucci, J. Geophys. Res. 99, 18827 (1994)
P. Weibring, J. Swartling, H. Edner, S. Svanberg, T. Caltabiano, D. Condarelli. G. Cecchi, L. Pantani, Opt. Lasers Eng. 37, 267 (2002)
S. Svanberg, Opt. Lasers Eng. 7, 245 (2002)
P. Weibring, Ch. Abrahamsson, J.N. Smith, H. Edner, S. Svanberg, Appl. Phys. B 79, 525 (2004)
P. Weibring, T. Johansson, H. Edner, S. Svanberg, B. Sundnér, V. Raimondi, G. Cecchi, L. Pantani, Appl. Opt. 40, 6111 (2001)
D. Lognoli, G. Cecchi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 1 (2003)
R. Grönlund, J. Hällström, S. Svanberg, K. Barup, Fluorescence Lidar Multispectral Imaging for Diagnosis of Historical Monuments, Övedskloster: A Swedish Case Study, In: Conservation of Artworks, ed. by J. Nimmrichter, W. Kautek, M. Schreiner (Springer, Berlin, Heidelberg, 2007), p. 583
R. Grönlund, J. Hällström, A. Johansson, K. Barup, S. Svanberg, Laser Chem. 2006, 57934 (2006)
L. Palombi, D. Lognoli, V. Raimondi, G. Cecchi, C. Conti, J. Hällström, K. Barup, R. Grönlund, A. Johansson, S. Svanberg, Opt. Express 16, 6794 (2008)
S. Svanberg, Fluorescence Spectroscopy and Imaging of Lidar Targets, In: Laser Remote Sensing, ed. by T. Fujii, T. Fukuchi (CRC Press, Boca Raton, 2005), pp. 433–467
S. Svanberg, Phys. Scr. T 58, 79 (1995)
R. Grönlund, M. Lundqvist, S. Svanberg, Opt. Lett. 30, 2882 (2005)
R. Grönlund, M. Lundqvist, S. Svanberg, Appl. Spectrosc. 60, 853 (2006)
M. Bengtsson, R. Grönlund, M. Sjöholm, C. Abrahamsson, A.D. Dernfalk, S. Wallström, A. Larsson, P. Weibring, S. Karlsson, S.M. Gubanski, S. Kröll, S. Svanberg, Opt. Lasers Eng. 43, 624 (2005)
M. Bengtsson, R. Grönlund, M. Lundqvist, A. Larsson, S. Kröll, S. Svanberg, Appl. Spectrosc. 60, 1188 (2006)
T. Vo-Dinh, Biomedical Photonics Handbook (CRC Press LLC, New York, 2003)
S. Svanberg, Tissue diagnostics using lasers, In: Lasers in Medicine, ed. by R. Waynant (CRC, Boca Raton, 2002), p. 135
U. Gustafsson, S. Pålsson, S. Svanberg, Rev. Sci. Instrum. 71, 3004 (2000)
C. af Klinteberg, M. Andreasson, O. Sandström, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Rev. Sci. Instrum. 76, 034303 (2005)
S. Ek, B. Anderson, S. Svanberg, Spectrochim. Acta B 63, 349 (2008)
S. Andersson-Engels, G. Canti, R. Cubeddu, C. Eker, C. af Klinteberg, A. Pifferi, K. Svanberg, S. Svanberg, P. Taroni, G. Valentini, I. Wang, Laser Surg. Med. 26, 76 (2000)
K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montán, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Acta Radiol. 38, 2 (1998)
T.J. Dougherty, C.J. Gomer, B.W. Henderson, G. Jori, D. Kessel, M. Korbelik, J. Moan, Q. Peng, J. Natl. Cancer Inst. 90, 889 (1998)
J.C. Kennedy, R.H. Potter, D.C. Pross, J. Photochem. Photobiol. 6, 143 (1990)
K. Svanberg, T. Andersson, D. Killander, I. Wang, U. Stenram, S. Andersson-Engels, R. Berg, J. Johansson, S. Svanberg, Brit. J. Dermatol. 130, 743 (1994)
I. Wang, N. Bendsoe, C. af Klinteberg, A.M.K. Enejder, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, K. Svanberg, Brit. J. Dermatol. 144, 832 (2001)
T. Johansson, M. Soto Thompson, M. Stenberg, C. af Klinteberg, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, K. Svanberg, Appl. Opt. 41, 1462 (2002)
M. Soto-Thompson, A. Johansson, T. Johansson, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, N. Bendsoe, K. Svanberg, Appl. Opt. 44, 4023 (2005)
www.spectracure.com
S. Svanberg, Electromagnetic Radiation in Scattering Media – Spectroscopic Aspects, In: Progress in Nonlinear Science, ed. by A.G. Litvak, Vol II (Univ. of Nizhny Novgorod, N. Novgorod, 2002), p. 429
S. Andersson-Engels, R. Berg, O. Jarlman, S. Svanberg, Opt. Lett. 15, 1179 (1990)
R. Berg, O. Jarlman, S. Svanberg, Appl. Opt. 32, 574 (1993)
G. Müller et al. (Ed.), Medical Optical Tomography, Functional Imaging and Monitoring, SPIE Institute Ser., (SPIE, Bellingham, 1993), Vol. 11
S. Andersson-Engels, R. Berg, A. Persson, S. Svanberg, Opt. Lett. 18, 1697 (1993)
C. af Klinteberg, A. Pifferi, S. Andersson-Engels, R. Cubeddu, S. Svanberg, Appl. Opt. 44, 2213 (2005)
J. Johansson, S. Folestad, M. Josefson, A. Sparén, C. Abrahamsson, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Appl. Spectrosc. 56, 725 (2002)
C. Abrahamsson, T. Svensson, S. Svanberg, S. Andersson-Engels, J. Johansson, S. Folestad, Opt. Express 12, 4103 (2004)
C. Abrahamsson, J. Johansson, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, S. Folestad, Anal. Chem. 77, 1055 (2005)
F. Chauchard, J.M. Roger, V. Bellon-Maurel, C. Abrahamsson, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Appl. Spectrosc. 59, 1229 (2005)
J. Johansson, R. Berg, A. Pifferi, S. Svanberg, L.O. Björn, Photochem. Photobiol. 69, 242 (1999)
A. Johansson, T. Johansson, M. Soto Thompson, N. Bendsoe, K. Svanberg, S. Svanberg, S. Andersson-Engels, J. Biomed. Opt. 11, 39 (2006)
K. Herrlin, G. Svahn, C. Olsson, H. Petterson, C. Tillman, A. Persson, C.-G. Wahlström, S. Svanberg, Radiology 189, 65 (1993)
C.L. Gordon III, G.Y. Yin, B.E. Lemoff, P.B. Bell, C.P.J. Barty, Opt. Lett. 20, 1056 (1995)
M. Grätz, A. Pifferi, C.-G. Wahlström, S. Svanberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 1041 (1996)
A. Sjögren, M. Harbst, C.-G. Wahlström, S. Svanberg, C. Olsson, Rev. Sci. Instrum. 74, 2300 (2003)
M. Sjöholm, G. Somesfalean, J. Alnis, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Opt. Lett. 26, 16 (2001)
G. Somesfalean, M. Sjöholm, J. Alnis, C. af Klinteberg, S. Andersson-Engels, S. Svanberg, Appl. Opt. 41, 3538 (2002)
L. Persson, B. Anderson, M. Andersson, M. Sjöholm, S. Svanberg, Studies of Gas Exchange in Fruits using Laser Spectroscopic Techniques, Proc. Fruitic 05, Information and Technology for Sustainable Fruit and Vegetable Production, Montpellier, September 2005, pp. 543–552
L. Persson, H. Gao, M. Sjöholm, S. Svanberg, Lasers Opt. Eng. 44, 687 (2006)
M. Lewander, Z.G. Guan, L. Persson, A. Olsson, S. Svanberg, Appl. Phys. B, to appear (2008)
J. Alnis, B. Anderson, M. Sjöholm, G. Somesfalean, S. Svanberg, Appl. Phys. B 77, 691 (2003)
M. Andersson, L. Persson, M. Sjöholm, S. Svanberg, Opt. Express 14, 3641 (2006)
T. Svensson, L. Persson, M. Andersson, S. Svanberg, S. Andersson-Engels, J. Johansson, S. Folestad, Appl. Spectrosc. 61, 784 (2007)
T. Svensson, M. Andersson, L. Rippe, S. Svanberg, S. Andersson-Engels, J. Johansson, S. Folestad, Appl. Phys. B 90, 345 (2008)
L. Persson, K. Svanberg, S. Svanberg, Appl. Phys. B 82, 313 (2006)
L. Persson, M. Andersson, M. Cassel-Engquist, K. Svanberg, S. Svanberg, J. Biomed. Opt. 12, 053001 (2007)
L. Persson, E. Kristensson, L. Simonsson, S. Svanberg, J. Biomed. Opt. 12, 053002 (2007)
L. Persson, M. Andersson, M. Cassel-Engquist, K. Svanberg, S. Svanberg, Appl. Opt. 47, 2028 (2008), and to be published
R. Grönlund, L. Persson, M. Sjöholm, M. Andersson, K. Svanberg, S. Svanberg, Studies of Free Gas in Scattering Media at Micro- and Macroscopic Scales, Proc. Int. Symp. on Biophotonics, Nanophotonics and Metamaterials, Hangzhou, China (2006), p. 51
M. Andersson, R. Grönlund, L. Persson, M. Sjöholm, K. Svanberg, S. Svanberg, Laser Phys. 17, 893 (2007)
S. Svanberg, Opt. Photon. News 7, 17 (1996)
C. Fotakis, S. Svanberg, Europhys. News 29, 151 (1998)
S. Svanberg, Europhys. News 33, 52 (2002)
K. Svanberg, S. Svanberg, Europhys. News 35 (2004)
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
PACS
42.62.-b; 42.68.Wt; 42.62.Be
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Svanberg, S. Laser based diagnostics – from cultural heritage to human health. Appl. Phys. B 92, 351–358 (2008). https://doi.org/10.1007/s00340-008-3092-5
Received:
Revised:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00340-008-3092-5