تداخل سنج جدید اندازه گیری نوری کریستال کوارتز را افزایش می دهد

یک روش جدید اندازه‌گیری نوری به دقت بی‌سابقه‌ای در تحلیل فعالیت نوری کریستال‌های کوارتز، ماده‌ای که در همه جا در اشیاء روزمره از ساعت‌ها تا دستگاه‌های الکترونیکی یافت می‌شود، دست یافته است.

محققان روشی نوآورانه را ایجاد کرده اند که حالت های ویژه قطبش دایره ای و خطی را با تداخل سنجی هترودین نوری فاز واقعی ترکیب می کند و امکان اندازه گیری در زمان واقعی و با دقت بالا خواص نوری کوارتز را فراهم می کند. این پیشرفت پیامدهای قابل توجهی را برای مهندسی نوری و علم مواد نوید می دهد.

تیم تحقیقاتی، متخصص در اندازه‌گیری‌های نوری دقیق، یک سیستم تداخل سنج هتروداین قطبش منحصر به فرد را مهندسی کردند. این تنظیم از ویژگی‌های انکسار دوگانه دایره‌ای ذاتی کوارتز و ویژگی‌های انکسار دوگانه خطی برای نظارت بر تغییرات فاز کوچک ناشی از برهم‌کنش نور با کریستال‌ها استفاده می‌کند.

بر خلاف روش‌های مرسوم که در برابر اختلالات محیطی مانند نوسانات دما و ارتعاشات آسیب‌پذیر هستند، رویکرد جدید اندازه‌گیری «فاز واقعی» به طور موثری چنین تداخلی را سرکوب می‌کند. نتایج تجربی نسبت سیگنال به نویز قابل توجه سیستم 75 را برای تغییرات فاز ناشی از جابجایی جانبی کوارتز نشان می‌دهد و دقت اندازه‌گیری را در 10 به دست می‌آورد.^-7سطح

نوآوری اصلی این سیستم در طراحی مسیر نوری آن نهفته است. نور فرود از طریق یک تقسیم کننده پرتو قطبی به دو پرتو قطبی خطی متعامد تقسیم می شود. پرتوها پس از عبور از مدولاتورهای آکوستو-اپتیکی که تفاوت‌های فرکانسی جزئی ایجاد می‌کنند، از طریق یک صفحه موج چهارم به نور قطبی دایره‌ای راست و چپ تبدیل می‌شوند.

همانطور که این پرتوهای قطبی شده کریستال کوارتز را طی می کنند، فعالیت نوری باعث ایجاد اختلاف فاز بین آنها می شود. سپس پرتوها برای تشخیص مجدد به قطبش خطی تبدیل می‌شوند و اطلاعات تداخل سنجی تغییر فاز دقیق ناشی از خواص نوری کوارتز را نشان می‌دهد.

فراتر از دقت آن، این تکنیک قابلیت‌های اندازه‌گیری بلادرنگ را ارائه می‌دهد - پیشرفت قابل توجهی نسبت به روش‌های سنتی که نیاز به پردازش پیچیده داده‌های آفلاین دارند. این ویژگی به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری سریع و دقیق فعالیت نوری، از جمله ساخت دستگاه‌های نوری و تصویربرداری زیست‌پزشکی دارند، ارزشمند است.

تیم تحقیقاتی کاربردهای گسترده تری را برای این فناوری، از جمله مطالعات کایرالیته زیست مولکولی که می تواند توسعه دارویی و تشخیص پزشکی را پیش ببرد، پیش بینی می کند. برنامه‌هایی برای افزایش سرعت اندازه‌گیری و پایداری سیستم برای استفاده گسترده در رشته‌های علمی در حال انجام است.

این تحقیق که در یک مجله برجسته بین المللی اپتیک منتشر شده است، توجه قابل توجهی را از سوی جامعه علمی به خود جلب کرده است. کارشناسان سهم این مطالعه را به عنوان یک راه حل موثر برای تجزیه و تحلیل دقیق کریستال کوارتز و پایه ای برای تحقیقات مواد نوری آینده تایید می کنند.