Partícules microscòpiques en materials òptics

Els científics de Rússia i Austràlia han proposat una nova forma senzilla d'explicar partícules microscòpiques en materials òptics per mitjà d'un làser. Un feix de llum que passa a través d'unes divisions d'aquests materials, forma un patró característic que consisteix en nombrosos punts brillants en una pantalla de projecció. Els investigadors van trobar que el nombre d'aquests punts es correspon exactament amb el nombre de la dispersió de partícules microscòpiques en el material òptic. Per tant, l'estructura i la forma de qualsevol material òptic es pot determinar sense recórrer a la utilització de microscòpics cars. Segons els investigadors, el nou mètode ajudarà a dissenyar dispositius òptics molt més ràpids.

La producció de circuits òptics, requereix de dispositius que poden amplificar senyals òptics, posar-les en focus, girar i canviar el seu tipus de moviment. Les lents ordinàries no poden fer front a aquestes tasques a nanoescala, de manera que els científics estan treballant amb materials fotònics-òptics de vidres artificials i metamaterials, que poden controlar la propagació de la llum de manera extraordinària. No obstant això, la fabricació de materials òptics amb propietats desitjades és un procés laboriós que necessita millores.

Els científics de la Itmo University i l'Institut Físic-Tècnic Ioffe (els dos de Sant Petersburg) conjuntament amb la Universitat Nacional d'Austràlia han proposat l'anàlisi de l'estructura dels cristalls fotònics utilitzant la difracció de l'òptica, observant el patró de llum que es genera quan la mostra s'exposa a un raig làser. L'estudi ha demostrat que el nombre de punts en el patró és igual a la quantitat de la dispersió de partícules microscòpiques en l'estructura de la mostra. Anteriorment, aquestes partícules petites només podien ser vistes i comptades amb els electrons o els microscopis de potència atòmica; potents i cars.

La llum detecta l'heterogeneïtat. Depenent de la posició dels dispersors i de la forma relativa, l'ona de llum continua propagant de manera diferent darrere de la mostra. En altres paraules, l'estructura de la mostra afecta el patró de difracció que es projectarà a la pantalla. Llavors, és possible determinar el nombre exacte de dispersors en el material. Això ajuda a entendre no només el tipus de la xarxa de la mostra (quadrada, triangular), sinó que també permet establir la seva estructura (20-20 partícules, o 30 a 15) just pel recompte dels punts de llum a la pantalla.



Font: Itmo University