Фотонните кристали са технология създадена от природата и намерила приложение в живота на хората по най-различни начини.
В света на животните едни от най-невероятните окраски се дължат не на природно багрило, а на определена структура. Един от най-ярките представители на пеперудите е Morphodidius.
Със синята си окраска тя може да се мери по красота както с пауна и неговите пера, така и с други представители на насекомите, като златния скарабей.
Уникалните цветове на тези животни се дължат на периодичната пореста структура, изграждаща техните тъкани, с размери на порите от порядъка на нанометри (1 nm = 10-9 м). При попадане на светлина върху тях падащата светлина се отразява многократно от последователните слоеве, което води до интерференция, зависеща от редица параметри, например, дължината на вълната, ъгъла на падане и периода на структурата. Така за някои дължини на вълната се получава силно отражение, вследствие на което обектът се наблюдава в ярък, наситен цвят, наречен “структурен цвят”, защото зависи от структурата, а не е следствие от наличие на багрило, например.
Фотонните кристали могат да бъдат дефинирани като структури, в които диелектричната константа (респективно показателя на пречупване) се променя периодично в една, две или всичките три ортогонални посоки или иначе казано са структури от редуващи се слоеве на два материала с различни показатели на пречупване, което води до периодична промяна на показателя на пречупване.
 |
Схематично представяне на фотонните кристали, в които диелектричната константа се променя в 1 (1D), 2 (2D) или всичките 3 ортогонални посоки (3D) |
Фотонните кристали са обект на силен изследователски интерес поради разнообразните възможности за приложението им. Използването им като сензори с оптична детекция, например, е едно от многобройните им съвременни приложения. То е определено от добре дефинираните им физични характеристики като отражение/пропускане и високи нива на чувствителност, което води до много точни граници на детекция, както и поради добрата работа на сензорите във видимия диапазон.
Принципът им на действие се основава на факта, че спектрите им на отражение и пропускане зависят силно от показателите на пречупване на градивните материали и периода на решетката. Когато фотонните кристали са изградени от материали, променящи се при излагане на различни стимули (пари на детектираното вещество, температура, налягане, натиск, промяна на PH и др.) те могат да се използват като съответните сензори, защото ще променят оптичните си свойства.
Една от целите на разработваните в момента едномерни фотонни кристали в Института по Оптически Материали и Технологии - БАН е създаването на сензор, който да намери приложение в медицината за мониторинг на нивото на ацетон в дъха на пациенти с цел откриване на диабет в ранен стадий.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари