Свет состоит из электрического поля. Это электрическое поле колеблется, и направление, в котором колеблется это поле, является поляризацией света.
Если поле колеблется случайным образом, это называется неполяризованным светом. На поляризацию света можно повлиять предсказуемым образом, когда свет отражается от физических объектов или рассеивается ими.
«Мы хотим обнаруживать и измерять поляризацию, потому что ее можно использовать для самых разных приложений», — говорит Майкл Куденов, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в NC State и ведущий исследователь этого исследования. «Например, детекторы поляризации могут использоваться для выделения искусственных материалов на фоне природных поверхностей, что имеет применение в сфере обороны и безопасности. Их также можно использовать для мониторинга атмосферы, измерения поляризации для отслеживания размера и распределения частиц в атмосфере, что полезно как для исследований качества воздуха, так и для исследований атмосферы."
Новое устройство включает в себя три поляризационных детектора из органических полимерных проводников. Каждый из детекторов чувствителен к определенной ориентации поляризации. Когда свет попадает в устройство, первый детектор измеряет одну ориентацию поляризации, а остальная часть света проходит через. Это повторяется с последующими детекторами, что позволяет каждому детектору выполнять частичные измерения поляризации одного и того же луча света.
Результаты измерений всех трех детекторов вводятся в модель, которая рассчитывает общую поляризацию света.
«Большинство типов поляризованного света, особенно в естественной среде, имеют большую сигнатуру линейной поляризации», — говорит Куденов. «И трех измерений нам достаточно, чтобы рассчитать состояние линейной поляризации в легком образце."
Предыдущие технологии полагались на несколько образцов света, взятых в разное время или одновременно, но из разных точек в пространстве, что может повлиять на точность результатов.
Исследователи протестировали новое устройство с помощью лазера, чтобы получить первоначальные подтверждающие данные.
Ранние тесты показывают, что устройство может достигать погрешности измерения до 1.2 процента.
«Это хорошая отправная точка, хотя и не такая хорошая, как у лучших детекторов поляризации, имеющихся в настоящее время на рынке», — говорит Куденов. "Однако мы надеемся, что сможем значительно снизить погрешность измерения, улучшив конструкцию устройства. Мы действительно только начинаем."