Pesquisadores melhoram a capacidade de ajuste na diferenciação óptica

Uma nova técnica pode facilitar para pesquisadores a criação de imagens em tempo real de amostras microscópicas, considerando as ondas que se propagam pelas superfícies das amostras à medida que a luz interage com elas.

A diferenciação óptica é uma técnica útil para analisar imagens de amostras microscópicas em tempo real. Atualmente, no entanto, ela não tem a capacidade de ajustar a resolução nas imagens que produz.

Em um novo artigo publicado em O Jornal Europeu de Física Duma equipe liderada por Jian Wu na National University of Defense Technology em Changsha, China, propõe uma nova abordagem que os habilitou a ajustar os comprimentos de onda refletidos de amostras de cristal. A técnica deles pode permitir que pesquisadores extraiam imagens muito mais detalhadas de suas amostras, e seria especialmente útil para analisar sistemas de células e moléculas grandes.

A diferenciação óptica envolve o cálculo da taxa de mudança nas principais propriedades de um sinal de luz — incluindo sua intensidade, fase e amplitude — após interagir com uma amostra. Isso é particularmente útil para distinguir características ao redor das bordas da amostra, onde há descontinuidades nítidas no brilho, cor e textura da luz refletida.

Em seu estudo, a equipe de Wu investigou o comportamento das ondas de superfície de Bloch, que se propagam ao longo das superfícies de materiais isolantes com estruturas cristalinas periódicas. Ao incorporar essas ondas em seus cálculos, a equipe descobriu que poderia melhorar substancialmente a sintonia dos comprimentos de onda refletidos da superfície.

Isso foi possível porque a propagação da onda de Bloch pode ser afetada até mesmo por pequenas variações no comprimento de onda de entrada, causando mudanças drásticas nas posições dos feixes de luz refletidos. Como resultado, a equipe pôde calcular características detalhadas da imagem em tempo real por meio de uma relação matemática simples entre a luz de entrada e a refletida, que leva em conta as mudanças na polarização e intensidade conforme a luz interage com a amostra.

Em suas pesquisas futuras, a equipe de Wu pretende estender sua abordagem para amostras de cristais 2D, potencialmente aproximando sua aplicação prática da realidade.