Aktualności
Badania
25 Lipca
Źródło: www.pwr.edu.pl
Opublikowano: 2023-07-25

Wygenerowali białe światło laserowe na bazie tylko dwóch barwników organicznych

Innowacyjną technologię generowania białego światła laserowego na bazie tylko dwóch barwników organicznych opracowali naukowcy z Politechniki Wrocławskiej. Wyniki ich badań opublikowało właśnie czasopismo „Advanced Optical Materials”.

Generowanie białego światła laserowego to stosunkowo nowe, ale prężnie rozwijane zagadnienie, którym obecnie zajmują się naukowcy na całym świecie. Uzyskanie takiego światła jest skomplikowane i wymaga wykorzystania kilku zsynchronizowanych źródeł lub wielu barwników – przynajmniej trzech – odpowiadających kolorom podstawowym: czerwonemu, zielonemu i niebieskiemu (RGB).

Postanowiliśmy zastosować rozwiązania niekonwencjonalne, czyli zamiast klasycznie trzech barwników, zdecydowaliśmy się skorzystać tylko z dwóch. Miało to sens dlatego, że jeden z nich zapewniał niezbędną składową niebieską emisji, a drugi – poza swoją zwykłą postacią molekularną – wykazywał także tendencję do agregacji. Co ważne, agregacji zapewniającej wciąż zdolność nie tylko emisji, ale także wzmacniania promieniowania elektromagnetycznego w dwóch różnych zakresach emisyjnych – tłumaczy dr inż. Alina Szukalska z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej.

Skutkowało to emisją koloru zielonego w fazie rozpuszczonej oraz koloru pomarańczowego w fazie krystalicznej. Zjawisko agregacji barwnika otworzyło przed polskimi naukowcami zupełnie nowe możliwości. Implementacja tego rozwiązania była jednak skomplikowana i wymagała precyzji oraz dogłębnego zrozumienia tworzonego systemu. Badacze musieli kontrolować wiele czynników, takich jak: koncentracja barwników laserowych, kompatybilność wszystkich materiałów, w tym tworzenie nowej fazy jednego z nich, właściwości matryc organicznych (dla białej fluorescencji był to ciekły kryształ, dla białego lasera – polimer), możliwość i charakter wystąpienia transferu energetycznego pomiędzy komponentami itd.

To wszystko, tylko w jednej konfiguracji wspomnianych parametrów, mogło doprowadzić do generacji zarówno białej fluorescencji, jak i akcji laserowej, o czym świadczy jego pozycja na tzw. trójkącie chromatyczności, który jest graficznym przedstawieniem zakresu wszystkich możliwych kolorów, jakie mogą być zaobserwowane przez ludzkie oko.

Odkrycie, że możemy osiągnąć białe światło laserowe przy użyciu tylko dwóch barwników, jest przełomowe. Zgodnie z naszą wiedzą takie wyniki badań pojawiły się w literaturze po raz pierwszy, co zostało również docenione przez niezależnych ekspertów w tej dziedzinie i opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym. Nasze eksperymenty pokazują, że precyzyjne manipulowanie agregacją barwnika otwiera nowe perspektywy w dziedzinie wielokolorowej akcji laserowej – przekonuje dr inż. Alina Szukalska.

W swoich badaniach naukowcy wykorzystali matrycę ciekłokrystaliczną oraz bazując na organicznej naturze wprowadzonych materiałów optycznych użyli materiału DNA. Udowodnili jej zdolność do pełnienia roli biologicznej matrycy dla fazy ciekłokrystalicznej, co sugeruje, że może być alternatywnym kandydatem do stworzenia wielobarwnikowych mikrolaserów.

Jest to materiał przydatny w różnorodnych przyjaznych dla środowiska, biomedycznych i diagnostycznych zastosowaniach dla optoelektroniki i stanowi także ciekawe zagadnienie do dalszych badań – wyjaśnia dr inż. Alina Szukalska.

Wyniki badań ukazały się na łamach Advanced Optical Materials, jednego z najlepszych czasopism o tematyce inżynierii materiałowej i optyki.

MK, źródło: PWr

Dyskusja (0 komentarzy)