Главная » 2013 » Февраль » 19 » Ученые выяснили, что форма наночастиц имеет важное значение в оптических ограничителях.
19:07
Ученые выяснили, что форма наночастиц имеет важное значение в оптических ограничителях.
При разработке оптических ограничителей, предназначенных для защиты чувствительных приборов и глаза человека от опасного лазерного излучения, придется учитывать форму наночастиц, взаимодействующих со светом. К такому выводу пришли немецкие ученые, которые экспериментально установили, что существует большое расхождение между спектром нелинейного пропускания и спектром поглощения поверхностного плазменного резонанса.
Невзирая на определенный прогресс в области разработки оптических ограничителей, все же существует опасность поражения сильнейшим лазерным излучением. Чтобы ограничить поток излучения, применяются особые покрытия на лабораторных оптических устройствах. Самое распространенное покрытие – это тончайшая пленка из наночастиц. В таком варианте оптические свойства наночастиц можно регулировать путем изменения формы и размеров частиц. Отмеченное покрытие служит как фильтр – структуры с наночастицами или их растворы располагаются в узлах твердой матрицы.
Несмотря на то, что оптические ограничители существуют уже сегодня, их оптимизация существенно затруднена, поскольку особенности взаимодействия сильного лазерного излучения с конкретными материалами изучены достаточно слабо. Теоретически, ограничитель должен быть чувствителен к длительности лазерного импульса, длине волны и параметрам всей оптической системы. Самым оптимальным вариантом ограничителя должно быть такое устройство, которое включалось бы в работу в момент увеличения лазерного импульса и могло бы функционировать в широком спектре волн.
Во время работы оптической системы происходит и поглощение из возбужденного состояния, и нелинейное рассеяние. Более детально изучить этот процесс принялась группа немецких ученых, чтобы установить каким образом и прохождение излучения через ограничитель, и его рассеяние могут зависеть от размеров и формы наночастиц.
Во время экспериментов физики исследовали наночастицы металлов – самые важные результаты удалось обнаружить на примере наночастиц серебра и золота. Отмеченные частицы показывают способность к поглощению в инфракрасной и видимой областях спектра благодаря наличию эффекта поверхностно-плазменного резонанса. Частота поверхностно-плазменного резонанса в обычных случаях зависит от размеров, формы и типа частиц, а также от внешних факторов в окружающей среде. Главная задача, стоявшая перед исследователями, заключалась в выявлении того, как форма и размер наночастиц могут повлиять на работу оптического ограничителя. Наибольшую эффективность показал ограничитель на основе металлических наночастиц сферической формы – отмечался низкий порог включения ограничителя при высокой степени затухания.
Сайт учителя физики и информатики
