التكنولوجيا التي تم تطويرها في التخنيون تمكن من قياس "موجات الأشباح" في الوقت الحقيقي - موجات الضوء المحاصرة على الأسطح
اختراق في الفحص المجهري: تقنية مبتكرة تم تطويرها في التخنيون تمكن من قياس "موجات الأشباح" في الوقت الحقيقي - موجات الضوء المحاصرة على الأسطح. نشر باحثون من التخنيون من كلية فيتربي للهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات هذا الاكتشاف أمس في مجلة Nature Photonics المرموقة. قاد البحث البروفيسور جاي بارتيل، رئيس مختبر الأبحاث الضوئية المتقدمة، وطالب الدكتوراه كوبي فريشفاسر. كوبي كوهين، شاي تساس، يعقوب خير الدين وشمعون دوليف شركاء في المقال.
لا يمكن اكتشاف "موجات الأشباح" بواسطة طرق الفحص المجهري القياسية لأن طاقتها تتدفق على السطح ولا يمكن أن تنطلق نحو كاشف المجهر. هذا هو المبدأ الفيزيائي الأساسي الذي يحد من دقة المجهر بحوالي نصف حجم جسيم الضوء.
تم تطوير طريقة الفحص المجهري الضوئي للمسح القريب لاكتشاف هذه الموجات وأصبحت فيما بعد أداة مهمة في دراسة المواد وتفاعلات المادة الضوئية والعينات البيولوجية. هذه المجاهر قادرة على التغلب على نفس القيد وبالتالي توفر قدرة فصل مكانية عالية تصل إلى أقل من جزء من المليون من المليمتر. لقد تطورت طرق الفحص المجهري للمجال القريب على مر السنين، وهي اليوم تتضمن أيضًا طرقًا متقدمة تعتمد على إطلاق الإلكترونات على السطح.
القيود المفروضة على عرض الصور في الوقت الحقيقي
ومع ذلك، فإن الفحص المجهري للمجال القريب، وكذلك المجهر الإلكتروني الذي يوفر معلومات مماثلة، يعاني من عدة عيوب، أبرزها محدودية عرض الصور في الوقت الحقيقي، القدرة الضرورية على وصف التطور الزمني للظواهر البسيطة.
الآن، في مقال نشر في Nature Photonics، يقدم باحثو التخنيون نهجًا بحثيًا جديدًا للفحص المجهري للمجال القريب والذي يسمح، من بين أمور أخرى، بمواجهة هذا التحدي بمساعدة ظاهرة خلط الموجات في البصريات غير الخطية (خلط الموجات غير الخطية). - مجال بحثي مثمر نشأ مع اختراع الليزر في الأعوام -60. ومن خلال إطلاق شعاع واسع من الضوء على السطح، تمكن باحثو التخنيون من إعادة إنتاجه تماما المجال الكهرومغناطيسي لتلك الموجات الشبحية وحتى إثبات تطبيق هذه التقنية في رصد التغيرات في هذا المجال.
وفقًا للمؤلف الرئيسي للمقالة، كوبي فريشفاسر، "لقد حدث هذا الاكتشاف عندما كنت أعمل على مشروع آخر تمامًا - وهو إنشاء موجات شبحية فريدة باستخدام بصريات غير خطية. أدركت أثناء العمل أن عملية الإنشاء قابلة للعكس، أي أنه بقدر ما يمكن إنتاج مثل هذه الموجات في عملية غير خطية، يمكن أيضًا قراءتها في كاشف المجهر وبالتالي حل نفس المشكلة القديمة بشكل أساسي رسم خرائط الموجات السطحية - في الوقت الحقيقي".
يوضح البروفيسور بارتيل: "خلال العملية المذكورة أعلاه، يتم إنشاء ضوء بألوان مختلفة، مما يوفر لنا معلومات حول تلك الموجات التي ظلت قريبة من السطح". "بالمقارنة مع الطرق التقليدية الأخرى، فإن التقنية الجديدة التي طورناها لا تتطلب معدات فريدة - يكفي وجود مصدر ليزر قوي بما فيه الكفاية ومكونات بصرية قياسية. ونعتقد أن مؤسسات وهيئات أخرى ستنضم إلينا من أجل ترجمة هذه التكنولوجيا بسرعة إلى تطبيقات تجارية."
تم دعم البحث من قبل مؤسسة العلوم الإسرائيلية (ISF)، ومعهد راسل بيري لتقنية النانو في التخنيون والأكاديمية الوطنية للعلوم (منحة آدامز لطالب الدكتوراه شاي تساس) ومنحة OT (لطالب الدكتوراه يعقوب خير الدين) ، وتم إجراؤه بالتعاون مع مركز سارة وموشيه للإلكترونيات النانوية Zisapel ومختبر الخلايا الكهروضوئية في RBNI (معهد راسل بيري لأبحاث تكنولوجيا النانو).
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
