Со сјај на бела светлина на стаклен слајд опремен со милиони ситни столбови од титаниум диоксид, истражувачите од Националниот институт за стандарди и технологија (NIST) и нивните соработници со неверојатна верност ги репродуцираа светлечките нијанси и суптилните засенчувања на „Девојката со бисерна обетка“ Ремек-дело на холандскиот уметник Јоханес Вермеер.
Пристапот има потенцијални апликации во подобрувањето на оптичките комуникации и правењето на валутата потешко за фалсификување.
На пример, со додавање или паѓање на одредена боја или бранова должина на светлина што патува во оптичко влакно, научниците можат да ја контролираат количината на информации што ги носи влакното. Со менување на интензитетот, истражувачите можат да ја одржуваат осветленоста на светлосниот сигнал додека патува на долги растојанија во влакната. Пристапот може да се искористи и за „сликање“ на хартиени пари со мали, но сложени детали во боја, што фалсификаторот би имал големи потешкотии.
Други научници претходно користеле мали столбови или нано-столбови со различна големина за да заробат и испуштаат специфични бои кога се осветлуваат со бело светло. Ширината на нано-столбовите, со висина од околу 600 нанометри, или со дијаметар помал од една стотинка од човечката коса, ја одредува специфичната боја на светлината што ја заробува и испушта столбот. За тежок тест на таквата техника, истражувачите испитале колку нано-столбовите репродуцираат бои на позната слика, како што е Вермер.
Иако неколку тимови истражувачи успешно распоредија милиони нано-столбови чии големини беа прилагодени да пренесуваат црвена, зелена или сина светлина за да создадат специфична палета на излезни бои, научниците немаа начин да го контролираат интензитетот на тие бои. Интензитетот или осветленоста на боите ја одредува светлината и сенката на сликата – нејзиното хиароскуро – и ја подобрува можноста за пренесување впечатоци за перспективата и длабочината, знак на обележје на работата на Вермер.
Сега, со измислување нано-столбови кои не само што заробуваат и испуштаат специфични бои на светлина, туку исто така ја менуваат нејзината поларизација за различни степени, истражувачите на НИСТ и нивните соработници од Универзитетот во Нанџинг во Кина за прв пат демонстрираа начин за контрола на бојата и интензитетот. Истражувачите, кои ги вклучуваат Амит Агравал и Венки huу од NIST и Универзитетот во Мериленд во Колеџ Парк и Анри Лезек од NIST, ги опишуваат своите откритија во изданието на списанието Оптика.
Во нивната нова работа, тимот на НИСТ изработи нано-столбови со стаклен слајд од титаниум диоксид кои имаа елипсовиден пресек отколку кружен. Кружните предмети имаат единствен единствен дијаметар, но елиптичните објекти имаат долга оска и кратка оска.
Истражувачите ги дизајнирале нано-столбовите така што на различни локации нивната долга оска била порамнета или помалку порамнета со поларизацијата на влезната бела светлина. (Поларизираната светлина е светлина чие електрично поле вибрира во одредена насока додека се движи низ вселената.) Ако долгата оска на нанопиларот беше точно усогласена со насоката на поларизација на влезната светлина, поларизацијата на пренесената светлина не беше погодена. Но, ако долгата оска се вртеше за некој агол – на пример, 20 степени – во однос на правецот на поларизација на влезната светлина, нанопиларот ја ротираше поларизацијата на инцидентната светлина за двапати повеќе од тој агол – во овој случај, за 40 степени.
На секоја локација на стаклениот слајд, ориентацијата на нано-столб ја вртеше поларизацијата на црвената, зелената или сината светлина што ја пренесуваше со одредена количина.
Само по себе, вртењето што го дава секој нанопилар не би го сменил на кој било начин интензитетот на пренесената светлина. Но, во тандем со посебен поларизирачки филтер поставен на задниот дел од стаклениот слајд, тимот ја постигна таа цел.
Филтерот беше ориентиран така што спречуваше да поминува секоја светлина што ја задржа својата оригинална поларизација. (Очилата за сонце работат на ист начин: Леќите делуваат како вертикално поларизирани филтри, намалувајќи го интензитетот на хоризонтално поларизиран сјај.) Тоа би било случај за секое место на стаклениот слајд, каде што нанопиларката оставила непроменета поларизација на инцидентната светлина. . Таквиот регион би се претставил како темно место на далечен екран.
Техниката на нанопиларниот систем може лесно да се прилагоди за пренесување на специфични бои на светлина, со посебни интензитети, за комуникација на информации преку оптичко влакно или за втиснување на вредна ставка со минијатурна, мултихуентна ознака, што е тешко да се реплицира.
Извор: Phys org
