Hacer brillar una luz a través de materiales opacos parece imposible. Y sin embargo, investigadores del Instituto de Debye para la ciencia de nanomateriales (Universidad de Utrecht) y la Universidad de Twente han logrado aumentar la transmisión de luz a través de un material opaco alumbrando senderos especiales.
Enviando luz a través de un material varias veces, es posible encontrar un camino a través del cual puede pasar mucha más luz a través del material. Los investigadores luego miden la cantidad de luz que pasa a través de este camino en diferentes longitudes de onda. Crédito: Universidad de Utrecht Facultad de Ciencias
Esto podría llevar a una mejor comprensión del transporte de la luz a través de materiales como la piel. Los investigadores publicaron sus resultados en la prestigiosa revista Optics Express el 07 de noviembre de 2016.
La difusión de la luz es un fenómeno que se produce cuando las ondas de luz vienen en contacto con una superficie desigual o en un objeto con una estructura no homogénea. Esta difusión hace imposible ver a través de la piel, papel o las nubes, por ejemplo.
Estos materiales son en gran parte opacos y sólo un pequeño porcentaje de la luz puede penetrar a través de ellos. Y sin embargo estos materiales tienen canales abiertos, caminos especiales a través del material que las ondas de luz pueden seguir, no importa que tan densamente sea el material. El estudiante de doctorado de Utrecht Jeroen Bosch ha localizado estos canales abiertos para enviar mucho más luz a través de un material opaco.
Mesa de ping pong con luz
Para descubrir exactamente cómo debe ser la luz proyectada sobre el material, los investigadores han "jugado ping pong" con la luz. "Enviamos la luz a través del material de forma aleatoria, y luego usamos datos sobre la dispersión de la luz para enviarla por el mismo camino en una manera ligeramente diferente," explica Bosch. "Así, más luz pasa a través del material." Repitiendo el proceso varias veces, enviando la luz hacia adelante y hacia atrás a través del material, los investigadores descubrieron la forma que la onda ligera debe tener para hacer su manera a través del material.
Todos los colores son diferentes
La forma del frente de onda-el borde delantero de la onda ligera – determina el grado en que la luz penetre a través del material. Y la forma óptima de los frente de onda es diferente para cada color de la luz. "El principio funciona para todas las longitudes de onda, pero para cada longitud de onda, hay solamente una sola forma de frente de onda que funciona", dice Bosch. "Si usted fija la forma del frente de onda y cambia la longitud de onda, se ve que menos luz que penetra a través del material."
Este conocimiento de la dependencia de la longitud de onda de canales abiertos ofrece a los investigadores con una medida de la longitud del' camino' de estos canales abiertos. ¿Cuánto viaja la luz a lo largo de una ruta tan especial? La respuesta a esta pregunta proporciona información sobre el transporte de la luz a través de materiales de difusión, que es extremadamente útil para mirar en y a través de estos materiales.
Enviando luz a través de un material varias veces, es posible encontrar un camino a través del cual puede pasar mucha más luz a través del material. Los investigadores luego miden la cantidad de luz que pasa a través de este camino en diferentes longitudes de onda. Crédito: Universidad de Utrecht Facultad de Ciencias
Esto podría llevar a una mejor comprensión del transporte de la luz a través de materiales como la piel. Los investigadores publicaron sus resultados en la prestigiosa revista Optics Express el 07 de noviembre de 2016.
La difusión de la luz es un fenómeno que se produce cuando las ondas de luz vienen en contacto con una superficie desigual o en un objeto con una estructura no homogénea. Esta difusión hace imposible ver a través de la piel, papel o las nubes, por ejemplo.
Estos materiales son en gran parte opacos y sólo un pequeño porcentaje de la luz puede penetrar a través de ellos. Y sin embargo estos materiales tienen canales abiertos, caminos especiales a través del material que las ondas de luz pueden seguir, no importa que tan densamente sea el material. El estudiante de doctorado de Utrecht Jeroen Bosch ha localizado estos canales abiertos para enviar mucho más luz a través de un material opaco.
Mesa de ping pong con luz
Para descubrir exactamente cómo debe ser la luz proyectada sobre el material, los investigadores han "jugado ping pong" con la luz. "Enviamos la luz a través del material de forma aleatoria, y luego usamos datos sobre la dispersión de la luz para enviarla por el mismo camino en una manera ligeramente diferente," explica Bosch. "Así, más luz pasa a través del material." Repitiendo el proceso varias veces, enviando la luz hacia adelante y hacia atrás a través del material, los investigadores descubrieron la forma que la onda ligera debe tener para hacer su manera a través del material.
Todos los colores son diferentes
La forma del frente de onda-el borde delantero de la onda ligera – determina el grado en que la luz penetre a través del material. Y la forma óptima de los frente de onda es diferente para cada color de la luz. "El principio funciona para todas las longitudes de onda, pero para cada longitud de onda, hay solamente una sola forma de frente de onda que funciona", dice Bosch. "Si usted fija la forma del frente de onda y cambia la longitud de onda, se ve que menos luz que penetra a través del material."
Este conocimiento de la dependencia de la longitud de onda de canales abiertos ofrece a los investigadores con una medida de la longitud del' camino' de estos canales abiertos. ¿Cuánto viaja la luz a lo largo de una ruta tan especial? La respuesta a esta pregunta proporciona información sobre el transporte de la luz a través de materiales de difusión, que es extremadamente útil para mirar en y a través de estos materiales.
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