Оптические материалы, используемые в электрооптических устройствах, таких как лазеры, могут быть трудно исследованы, учитывая их прозрачную природу. Исследователи из отдела прикладной физики обнаружили, как изучать эти материалы с помощью существующих инструментов визуализации совершенно по-новому. Прозрачные материалы, по своим определяющим характеристикам, прозрачны насквозь.
Это делает их особенно подходящими для определенных задач, таких как управление тем, как свет распространяется через устройство или систему, такую как объектив или лазерный диод. Однако, поскольку они прозрачны, эти оптические материалы могут быть трудны для изучения в мельчайших деталях. А, чтобы усовершенствовать или усовершенствовать конструкции устройств, необходим больший контроль над материалами, из которых они состоят.
Стремление к получению более прозрачных материалов вдохновило исследователя Новея Тэмуру и его команду на разработку новых способов изучения этих материалов. Недавно они разработали метод, называемый два луча преломляющей модуляцией поля. Для этого используется высокоточная цифровая камера и микроскоп, который передает и записывает поляризованный или искаженный свет. Оба они являются довольно стандартными аналитическими инструментами, но до сих пор не были объединены таким особым образом.
Сначала мы запускаем поляризованный свет на образец, который мы хотим видеть в деталях; обычно этот свет просто рассеивается и проходит через прозрачный материал. Поэтому мы прикладываем к образцу тщательно настроенные электрические поля, которые слегка изменяют показатель преломления образца, способ прохождения света через него. Когда мы колеблем эти внешние электрические поля, это влияет на то, как ведет себя поляризованный свет, и это поведение фиксируется микроскопом и камерой. Из этих визуальных данных мы выводим структурные детали других невидимых материалов.
Стадия этого процесса, когда электрические поля влияют на поведение света, известна как электрооптический эффект, и ранее было замечено, что он работает только с непрозрачными материалами, например цветными полупрозрачными.
Это первый случай, когда он был применен таким образом, и успешно, к полностью прозрачным образцам. Особый интерес для исследователей представляет изучение так называемых прозрачных сегнетоэлектрических материалов, так как они широко используются в высокоточных, высокоэффективных электрооптических приборах.
Это не только то, что мы можем видеть мелкие детали, но также и то, что этот метод быстр. И охватывает широкие области, что делает его очень привлекательным, сказал Тэмура. Поскольку это не требует физического контакта с материалами, мы можем работать и с деликатными образцами. Несмотря на это, было удивительно, что мы получили изображения с такой четкостью, учитывая, что интенсивность сигнала очень мала — изменение пропускания света, индуцированное приложенным электрическим полем, составляет всего около 0,01%. Модуляция изображения невидимого позволяет нам это видеть.