Aplicaciones ópticas alrededor y dentro del ámbito de la Nanociencia y la Nanotecnología

17 Pages·2007·0.48 MB·Spanish

Aplicaciones ópticas
alrededor y dentro del ámbito
de la Nanociencia y
la Nanotecnología
Francisco Miguel Martínez Verdú
Grupo de Visión y Color
Dpto. Interuniv. Óptica - UA
[email protected]
http://www.ua.es/area/vision_color
Sumario
El papel de la Óptica en la Historia de la
(cid:132)
Ciencia y la Tecnología
¿Nano-Óptica y Nano-Fotónica?
(cid:132)
Conceptos básicos y aplicaciones
(cid:133)
El Grupo de Visión y Color de la UA
(cid:132)
Ciencia y Tecnología del Color
(cid:133)
Propuestas y trabajos preliminares sobre
(cid:133)
Nanociencia y Nanotecnología
Perspectivas y conclusiones finales
(cid:132)
2
Óptica, Historia de la
Óptica
Historia
Ciencia y Tecnología
Ciencia
Técnica I
Óptica:
(cid:132)
Radiación electromagnética
(cid:133)
Luz: 380 – 780 nm
(cid:133)
Interacción luz-luz y luz-materia
(cid:133)
Propagación
Propiedades
de la luz
ópticas de
materiales
Sensores:
Generación
Opto-elec.
de luz:
Termo-cróm. etc
luminiscencia
3
Óptica, Historia de la
Óptica
Historia
Ciencia y la Tecnología
Ciencia
Técnica II
Ejemplos clásicos en la Historia:
(cid:132)
Telescopio (s. XVII)
(cid:133)
Microscopio (s. XVII)
(cid:133)
Ejemplos actuales:
(cid:132)
Reproducción del color:
(cid:133)
Televisión en color (1950)
(cid:132)
Microscopio de efecto túnel (1982)
(cid:133)
“pinzas” para manipular átomos y moléculas
(cid:132)
4
Nano
Nano-Óptica y Nano-Fotónica
Óptica
Fotónica I
Kawata
Novotny
Ohtsu
Hecht
Irie
(2006)
(2002)
Rigneault,
Prasad
et al.
(2004)
(2006)
5
Nano
Conceptos en Nano-óptica
Óptica
Fotónica II
Interacciones ópticas
Luz-nanomateria
entre nanosistemas
Absorción/emisión de luz
Transferencia de energía Foerster
Estructuras cuánticas artificiales
Excitones
Materiales fotónicos
Confinamiento óptico
Fenómenos
Moléculas / proteínas
Fuerzas Casimir / Waals
de resonancia
Plasmones
Nano-Óptica
Polaritón-fonón superficial
Nano-Fotónica
Microresonadores
Conceptos
teóricos
Luz
super-focalizada
Representación espectro angular
Método multipolo múltiple
Microscopía confocal
Función de Green
Límite difracción
Microscopía multifotón
Confinamiento de la luz
Aperturas, filtros, fibras, etc
Microscopia campo-próximo 6
Nano
Aplicaciones nano-fotónicas
Óptica
Fotónica III
Principios básicos:
(cid:132)
(cid:133) 1. Conjunto de teorías y de técnicas que permiten el
aprovechamiento práctico del conocimiento científico. || 2. Tratado
de los términos técnicos. || 3. Lenguaje propio de una ciencia o de un
arte. || 4. Conjunto de los instrumentos y procedimientos industriales
de un determinado sector o producto
Ejemplos posibles de dispositivos/herramientas:
(cid:132)
Generación de luz
(cid:133)
⇒ ¿nuevas tecnologías de pantalla?
(cid:132)
⇒ ¿nuevas fuentes de energía? , etc
(cid:132)
Sensores luminosos o combinados:
(cid:133)
⇒ ¿Magneto-ópticos, etc?
(cid:132)
Comunicaciones ópticas
(cid:133)
⇒ ¿Propagación de la luz a escala nanoscópica?
(cid:132)
Emisor (fuente), medio y receptor (sensor)
(cid:133)
7
Aportaciones desde el Grupo de
Nano
Ciencia
Visión y Color de la UA
Tecnología
Color I
Ciencia y Tecnología del Color:
(cid:132)
Luz, Materia, Ojo y Cerebro
(cid:133)
Colorimetría y reproducción del color
(cid:133)
3 doctores
(cid:132)
4 doctorandos
(cid:132)
3 estudiantes
(cid:132)
(cid:133) Dipl. O-O (UA)
(cid:133) MSc OA – CC
Visión (UA –
UV)
8
Nano
Laboratorio del GVC-UA
Ciencia
Tecnología
Color II
Caracterización espectral y colorimétrica
(cid:132)
de (nano) materiales:
Opacos, transparentes y translúcidos
(cid:133)
Con y sin contacto sobre la muestra
(cid:132)
Irradiación direccional o difusa
(cid:132)
Gonio-cromáticos: metalizados y perlados
(cid:133)
Fluorescentes
(cid:133)
9
Escalado nano ↔ macro
Nano
Ciencia
de las propiedades del color
Tecnología
Color III
Parámetros de
Colorimetría
colorantes,
diferencias-color,
Reflexión ρ(λ)
gamas-colores, etc
Transmisión τ(λ) L
A
Teoría T
O
N
C
E
Kubelka-Munk
I
R M
Coeficientes:
Ó I
R
E
Absorción K E
T
P
E Scattering S X
Interacción
U E
Q
E
O entre partículas U
Secciones
F Q
N eficaces: O
E
F
Q (D, λ)
Propiedades físicas A N
Modelos
E
Q (D, λ)
partículas:
S
tamaño (D), forma, corpusculares D tamaño
índice refracción,
interacción
coef. extinción,
polarizabilidad, etc luz-materia 10