Pomiar światła w maleńkich otworach
Zespół holenderskich, niemieckich i południowokoreańskich naukowców wykazał przy pomocy techniki promieniowania terahercowego (THz), w jaki sposób światło może przecisnąć się przez otwór o dowolnej średnicy. Oczekuje się, że wyniki badania, opublikowane niedawno na łamach "Optics Express", wniosą wkład w rozwój mikroskopii i mikrospektroskopii terahercowej. Przez wiele lat fizycy nie potrafili wyjaśnić złożoności zjawiska przedostawania się światła przez otwory o średnicy mniejszej niż połowa długości fali światła. "Proces ten nigdy nie został należycie przeanalizowany, głównie ze względu na brak odpowiedniej technologii" - wyjaśnia współautor pracy, prof. Paul Planken z politechniki w Delft (Technische Universiteit Delft) w Holandii. Przy pomocy tzw. promieniowania terahercowego, światła z pasma dalekiej podczerwieni o częstotliwości ok. 1 biliona herców, naukowcy wykazali, że możliwy jest pomiar w pobliżu otworu, przez który może przejść dostatecznie dużo światła, nawet jeżeli jego średnica jest 50-krotnie mniejsza od długości fali światła. W przeciwieństwie do standardowych pomiarów, promieniowanie terahercowe mierzy natężenie pola elektrycznego wytwarzanego przez światło w pobliżu otworu, a nie natężenie światła. W porównaniu z pomiarem natężenia, zmierzone wielkości pola elektrycznego dostarczają naukowcom więcej informacji na temat zachowania światła w takich przypadkach. Natężenie pola elektrycznego określane jest poprzez obliczenie współczynnika załamania znajdującego się w pobliżu otworu kryształu badanego przy pomocy wiązki laserowej. W warunkach zmiennego pola elektrycznego dochodzi do nieznacznych zmian współczynnika załamania kryształu. Dzięki pomiarowi różnicy współczynnika załamania naukowcy mogą ocenić natężenie pola elektrycznego wytwarzanego przez światło w pobliżu otworu. Przewiduje się, że w długookresowej perspektywie wyniki tych badań pozwolą udoskonalić mikroskopię terahercową, potencjalnie interesującą nową technikę obrazowania, oraz mikrospektroskopię THz, technikę umożliwiającą identyfikację śladowych ilości substancji przy pomocy światła. Najnowsze badanie potwierdza prawidłowość tzw. "modelu Bouwkampa", nazwanego od holenderskiego badacza, który przed 58 laty pracował w koncernie elektronicznym Philips. Bouwkamp przewidział nie tylko to, że natężenie pola elektrycznego jest największe na krawędzi otworu, ale także to, że natężenie tego pola maleje wraz ze spadkiem częstotliwości światła z pasma THz.
Kraje
Niemcy, Niderlandy