Fig.1 Diagrama de bloques del sistema de medición del efecto Faraday usando espectroscopía de doble peine. El peine de señal (línea roja) pasa a través de la muestra y se superpone con el peine local (línea azul). Los componentes vertical y horizontal de la señal de interferencia son detectados por los dos receptores ópticos. Aplicando campo magnético a la muestra, se mide el efecto Faraday (ángulo de rotación de Faraday). Crédito:Universidad de Electro-Comunicaciones, Kaoru Minoshima, y NEOARK
El profesor Kaoru Minoshima de la Universidad de Electro-Comunicaciones y NEOARK Corporation han logrado crear un prototipo de un dispositivo de medición de efectos magnetoópticos muy mejorado como parte del Proyecto de sintetizador óptico inteligente ERATO MINOSHIMIA. en el marco de los Programas de Investigación Básica Estratégica de JST. Está prevista una exposición del dispositivo prototipo para la Science Photonics Fair 2019 que se celebrará en el Museo de la Ciencia del 12 al 14 de noviembre. 2019.
La espectroscopia de doble peine es una nueva espectroscopia que utiliza dos láseres de pulso ultracorto controlados con precisión, conocidos como peines de frecuencia óptica (peines ópticos). La espectroscopia de doble peine ofrece mejoras importantes sobre la espectroscopia de Fourier convencional en áreas que incluyen resolución, Sensibilidad y tiempo de medición. Hasta ahora, La espectroscopia de doble peine se ha utilizado principalmente para la espectroscopia de gases. El proyecto que es el primero en el mundo en desarrollar una tecnología de evaluación de propiedades físicas sólidas usando espectroscopía de doble peine, ha demostrado los principios en varias mediciones de propiedades físicas.
Como primer paso en el desarrollo de aplicaciones prácticas de la técnica, La profesora Minoshima y sus colegas desarrollaron un dispositivo de medición de efectos magnetoópticos capaz de evaluar las características de los materiales magnéticos. El sistema óptico y el sistema de detección de señales del prototipo se mejoraron para lograr un rendimiento de medición que supera con creces los métodos de medición convencionales.
El prototipo logró un gran progreso hacia la aplicación práctica, con una resolución de medición de efecto magneto-óptico de 0.01 grados, una resolución de longitud de onda de 0,01 nanómetros, capaz de realizar mediciones de alta velocidad a través de mediciones por lotes de todos los componentes de longitud de onda. El prototipo es un sistema de escritorio, que consta de una unidad de medida, una fuente de luz de doble peine, y un controlador. El campo magnético generado es un máximo de ± 10 kilo-Oersted.
Fig.2 Dependencia del campo magnético del ángulo de rotación de Faraday medido por el sistema de medición del efecto magneto-óptico de doble peine. Histéresis magnética observada en (a) materiales magnéticos blandos y (b) duros utilizando el sistema de doble peine. Los puntos rojos y azules son los datos medidos al aumentar y disminuir el campo magnético, respectivamente. Crédito:Universidad de Electro-Comunicaciones, Kaoru Minoshima, y NEOARK
Fig.3 Prototipo del sistema de medición de efectos magnetoópticos de doble peine. (a) Fuente de luz de doble peine con un ancho de 470 mm, una longitud de 600 mm, una altura de 180 mm, y un peso de 12 kg. (b) Unidad de medida con un ancho de 260 mm, una longitud de 360 mm, una altura de 400 mm, y un peso de 35 kg. El campo magnético inducido máximo es ± 10 kOe. Crédito:Universidad de Electro-Comunicaciones, Kaoru Minoshima, y NEOARK
Es más, basado en la tecnología de evaluación de propiedades físicas sólidas mencionada anteriormente, el equipo de investigación también desarrolló un dispositivo prototipo para medir el índice de refracción complejo de los sólidos. Una característica importante del prototipo es su capacidad para medir la diferencia de fase de la luz además de su relación de intensidad.
Se espera que los dispositivos de medición que aprovechan la espectroscopia de doble peine para la medición del efecto magnetoóptico y la medición del índice de refracción complejo se conviertan en nuevas herramientas importantes para la medición precisa de la polarización y la espectroscopía. y para el desarrollo material. Continuarán con el desarrollo orientado a la comercialización en un futuro próximo.
