Descubriendo la dinámica oculta de las estructuras fotónicas naturales utilizando imágenes holográficas

Esta es la primera vez, hasta donde sabemos, que la técnica holográfica se utilizó para monitorear la foto de las razas en gemelos insectos y la transición de la cara en condiciones de no equilibrio. La ventaja de esta técnica no invasiva radica en el hecho de que no causa ninguna perturbación significativa al sistema. Esto es de gran importancia, por ejemplo, para los estudios de no equilibrio.

La óptica no lineal y la holografía proporcionan información sobre estructuras organizadas complejas que encontramos en todas las disciplinas científicas. Estas son técnicas no destructivas capaces de interrogar tales estructuras en una escala submicrométrica. El conocimiento de la óptica ondulatoria y geométrica es necesario para preparar la configuración, mientras que el análisis se basa en el conocimiento de la física, el experimento en sí, es más simple de realizar.

Dado que los experimentos presentados realizan oscuridad incompleta, la oportunidad de seguir la firma visual tiene una importancia crítica para el estudio descrito Para comenzar, realice una caracterización completa de la muestra mediante microscopio electrónico de barrido, espectroscopía óptica lineal y microscopía óptica no lineal. Después de ajustar la temperatura ambiente, encienda el láser y verifique la alineación de los elementos ópticos. Luego, alinee el rayo láser perfectamente con el espejo cóncavo.

Después, verifique y ajuste la posición del expansor de haz óptico. A continuación, determine la parte del haz que incide en la muestra y asegúrese de que forme un haz reflejo. Compruebe si el resto del haz se recoge en un espejo esférico que se utilizará para generar el haz de referencia.

Y también, el detector se coloca dentro de la zona de interferencia de los dos haces especificados. Configure una cámara fotográfica óptica para el experimento holográfico. Y otro para ver los cambios visibles en la reacción de Briggs-Rauscher.

Además, configure una cámara térmica con una resolución térmica de 50 milímetros Kelvins y una distancia focal de 13 milímetros. Para preparar la muestra para el monitoreo de la reacción química, coloque el soporte con una superficie adhesiva plana en la mesa óptica sobre la cual se colocará la cubeta o recipiente. Luego, llene los reactivos en la cubeta y mezcle en la cubeta, teniendo diferentes volúmenes y concentraciones, asegurándose de que el volumen total en la cubeta sea de 2.5 mililitros.

A continuación, colóquelo en el soporte en la configuración. Después de apagar las luces externas, sincronice las cámaras utilizando un intervalo elegido. Luego, presione los botones de grabación e induzca cambios dinámicos en el sistema de interés.

A continuación, observe el experimento holográfico. Luego, pronuncie el final del proceso y guarde los resultados. Para verificar la configuración adecuada del holograma de la sonda, elija un holograma y realice una reconstrucción haciendo clic en el botón reconstruir.

Después, cambie la configuración para lograr la mejor imagen y realice la reconstrucción nuevamente, mientras repite los pasos hasta que se definan las mejores configuraciones. Para realizar las reconstrucciones, elija todos los hologramas y aplique los parámetros deseados para la reconstrucción numérica de hologramas. A continuación, realice las reconstrucciones utilizando el botón de reconstrucción y el interferograma insertando los nombres de archivo en el campo Iniciar con/Finalizar con y, a continuación, haciendo clic en el botón, Lote.

Realice un análisis visual buscando cambios visibles en el patrón de interferencia. Y tratar de hacer coincidir los cambios en el patrón de interferencia con los resultados obtenidos por las mediciones ópticas y térmicas. A continuación, realice un contrainterrogatorio analizando a fondo las imágenes visualmente de las cámaras ópticas y térmicas con las reconstrucciones holográficas para revelar la dinámica a escala Nano.

En el caso de la reacción B.R, el análisis de interferogramas, revela un cambio en el patrón marginal en el momento exacto de una transición de fase. Los resultados son de particular importancia, ya que el método interferométrico óptico no causa ninguna perturbación significativa al sistema, lo cual es una importancia vital para los estudios de no equilibrio. Además, se realizó la reconstrucción holográfica de Wings of Butterfly, Azoria Lithonia, irradiada por láser de luz a 450, 532 y 980 nanómetros.

Los resultados muestran claramente, que la interacción de las nanoestructuras con la luz, genera desplazamiento a escala Nano dentro de los tejidos, que afectan el patrón interferométrico. Esta técnica presentada, abre la posibilidad de revelar diversas dinámicas y procesos de autoensamblaje para los diferentes sistemas a escala nano y meso.