Huvitav füüsika IIHuvitav füüsika II : Optika õppetunnid looduses

Optika õppetunnid looduses

Ross C. McPhedran ja Andrew R. Parker

Elusolendite efektseid värvusi tekitavad sageli keerukad nanostruktuurid, nn fotoonilised kristallid. Nende hulgas on selliseid, mille peale teadlased muidu ei oleks mõelnudki.

Kogu oma ajaloo jooksul on teadus ammutanud inspiratsiooni loodusest. Aga tänaseks päevaks on teaduse, sh optika arsenalis rikkalik varamu ideid, meetodeid ja tehnoloogiaid ning loodsnähtustest otsitakse inspiratsiooni üha vähem.

Kuid teaduse arenedes oleme saanud oma käsutusse ka uusi  tööriistu, mille abil saame uurida looduse peenemaid struktuure ja avastada senitundmatuid asju. Optiline biomimeetika on valdkond, kus püütakse uurida elussüsteemide struktuure, et mõista, kuidas tekivad optilised efektid, mida looduses kohata võib ja võib-olla leida meie jaoks uudseid, evolutsiooni käigus tekkinud optilisi süsteeme ja  struktuure, mida võiks tehnoloogias rakendada.

Selles artiklis tutvustame mõningaid näiteid looduse optilistest süsteemidest, mille abil me võime õppida kasutama iidseid lahendusi uutes rakendustes. Me usume, et kõikidel valgusega tegelevatel teadlastel on põhjust optilisest biomimeetikast huvituda - see annab meile teadmise sellest, kuidas füüsika elussüsteemides "töötab" ja arvatavasti on meil looduselt ka üht-teist õppida. Näiteks kui teadlased keskenduvad tihti materjali ühele parameetrile või omaduselele, näiteks äärmusliku murdumisnäitaja saamisele, siis bioloogiline maailm teiselt poolt pakub näiteid lahendustest, kus kogu lõpptulemuse saavutamiseks tarvilik omaduste gamma on saavutatud väga väheste vahenditega. 

Looduse värvid

Bioloogilised süsteemid saavad oma värvid kahel viisil. Esiteks keemiliselt, kui elusorganisme katvad värvipigmendid neelavad ühtesid valguse lainepikkuseid ja peegeldavad teisi. Selliselt saadud värvide palett on efektne ja rikkalik. Kui pigmendid aja jooksul lagunevad ning organismil tuleb kulutada energiat nende asendamiseks. Ja soovitud värviefekti saamiseks sobivad pigmendid ei pruugi olla üldsegi saadaval.

Vaadates muuseumis säilitatavat liblikakogu, saab kohe eristada ikka veel eredaid struktuurseid värvusi tuhmunud pigmendivärvustest.

Teine mehhanism - struktuurne (keha struktuurist tulenev) värvumine - kasutab füüsikat. Seal tekivad värvid ruumilistes nanostruktuurides interferentsi, difraktsiooni või hajumise tagajärjel. Selliselt tekkinud värvid on juba oma olemuselt püsivad, kestes niikaua, kuni struktuur säilub. Vaadates muuseumis säilitatavat liblikakogu, saab kohe eristada ikka veel eredaid struktuurseid värvusi tuhmunud pigmendivärvustest.

Üks paljudes looduslikes fotoonilistes struktuurides leiduv materjal on kitiin. Seda  sisaldub paljude putukate välisskeletis, koorikloomade koorikus, seente rakumembraanis ja mujal. Nähtaval lainepikkusel on selle murdumisnäitaja nc = 1,53…1,56, mis pakub õhule (murdumisnäitaja ligi 1) või veele (murdumisnäitaja 1,33) vaid nõrka kontrasti. Kuid sellele vaatamata suudavad kitiinstruktuurid esile kutsuda tugevaid värvusefekte, mis sageli ilmnevad sillerduse või värvuse muutumisena sõltuvana suunast.

Kihilised süsteemid

Lihtsa näitena vaadelgem õhukihtidega eraldatud õhukeste kitiinkilede pakki. Üksikut õhukest kitiinkilet iseloomustab suur läbipaistvus ja väike peegelduvus kogu nähtava spektri ulatuses, nagu on näidatud joonisel 1a.

Joonis 1 Kihiline struktuur tekitab struktuurse värvuse. (a) Üksik 220 nm paksune kitiinikiht on peaaegu täiuslikult läbipaistev: selle peegelduvus on väike kogu nähtava spektri ulatuses. (b) Kümne sellise kile 60-nanomeetriste õhkvahedega struktuur on palju keerukama spektriga, mille peegelduvuse maksimum on punastel lainepikkustel. (c) Kui langev valgus ei lange kitiinkilede paki pinna puutuja suhtes täisnurga all, siis sõltub peegelduvus polarisatsioonist, kusjuures magnet- ja elektrivälja komponent peegelduvad erinevalt. Brewsteri nurga all langeva valguse on peegeldus on täiesti polariseerunud.

Seevastu struktuuril, kus 10 kitiinikihti on eraldatud 9 õhukihiga sõltub peegelduvus lainepikkusest ning punastel lainepikkustel täheldame tugevat maksimumi, nagu on näidatud joonisel 1b.

10-kihilist süsteem võib vaadelda kui õhukeste kilede pakki – või tänapäevastes terminites, kui ühemõõtmelist footonkristalli. Fotoonika vaatenurgast määrab kitiinikihtide arv fotooniliste keelutsoonide arvu, mis ilmnevad spektris kui läbipaistvuse miinimumid või peegelduvuse maksimumid. Pinna normaali suunas langeva valguse jaoks on peegelduvus ja läbilaskvus polarisatsioonist sõltumatud. Muude nurkade all langevas valguse jaoks sõltub peegelduvus tugevalt polarisatsioonist; Kui valgus langeb Brewsteri nurga all, tan-1nc, on peegeldunud valgus täielikult polariseeritud, nagu näidatud joonisel 1c.

Keerukamaid efekte võib saavutada, kui muuta kihtide struktuure. Näiteks kitiinikiht, mis sisaldab massiivi pikkasid rööpseid silindrilisi õhupoore, võib käituda, nagu oleks sellel anisotroopne murdumisnäitaja, millel on piki poore üks väärtus ja risti poore teine. Peegelduvus võib siis olla polarisatsioonist sõltuv isegi normaali suunas langeva valguse jaoks. Tugevamaid polarisatsiooniefekte on võimalik saavutada õhupooridega, mis on kihi pindade suhtes kaldu Bioloogilistes süsteemides esinevad kõik need variandid. Ja mitte ainult need.

Näiteks on kihilisi struktuure leitud mõnedel kaladel, kes ujuvad mere või järve veepinna lähedal. Neil on sageli läikivad kõhualused ja tuhmid seljad, et vähendada võimalust, et röövloomad märkavad neid alt ja ülevalt. Tänu täielikule sisepeegeldusele paistab veepind altpoolt nagu läikiv peegel. Ülevalt vaadates paistab sügav vesi halli ja tuhmina. Nende efektide imiteerimisega saab kala sulanduda oma keskkonda – huvitav vihje stealth-tehnoloogiale, mille nn vaipvarjamise (carpet cloaking) tehnika kavandasid John Pendry ja kolleegid (vt Martin Wegeneri ja Stefan Lindeni artiklit 2010. aasta oktoobri Physics Today's lk-l 32). Ühe sellise kala kõhualuste peeglilaadsete soomuste elektron-mikroskoopiline analüüs näitas, et need koosnevad guaniinikristallide juhuslike vahedega kihtidest.

Võrreldes joonisel 1b kujutatud korrapäraste vahekaugustega kihtide spektriga alandab juhuslik vahekaugus peegelduvuse maksimumi ja teeb kõrgendatud peegelduvuse piirkonna laiemaks.

Troopilisel süvakirveslaste sugukonda kuuluval kalal (hatchetfish), kes elab 200 kuni 1000 m sügavusel, kus päikesevalgus paistab sinine, on lisaks peeglilaadsetele struktuuridele tema hõbedastel külgedel, veel ka "sisseehitatud" valgusjuhtide süsteem. Spetsiaalne valgust tootev organ saadab sinise valguse valgusjuhtidesse, mis suunavad selle ühte paljudest väljumispunktidest kala alaosas. Kala kohandab toodetava valguse tugevust sõltuvalt seljale langeva päikesevalguse tugevusest ja saavutab selle, et ükski tema all ujuv röövkala ei näe enam ülal olevat siluetti – kala lihtsalt kaob pildilt! Sellist kaitsevärvi strateegiat kopeeriti II maailmasõja ajal UK ja USA sõjalennukitel. Kui lennukid olid kuulmiseks veel liiga kaugel, süüdati nende esiserva paigaldatud tuled, et teha neid silmapiiri taustal nähtamatuks. See kavalus oli just toimima saadud, kui leiutati radar.

Võred ja footonkristallid

Mitmekihilised materjalid on perioodilised pinna normaali suunas. Teine võimalus struktuursete värvuste saavutamiseks on perioodilised struktuurid normaaliga ristuvates suundades. Kui perioodilisus esineb vaid ühes suunas räägime me difraktsioonivõredest ning võime kasutame mõistet 2D-footonkristallid (vt artiklit „Quick Study”, Peter Vukusic, Tänapäeva Füüsika, oktoober 2006, lk 82).

Kui difraktsioonvõre samm on d ja valgus lainepikkusega λ langeb võrele nurga θi all, siis võrelt difrageerub valgus nurkade sinθm = sinθi + mλ/d all. On võimalik ka arvutada, kui palju energiat difrageerub m-ndasse järku1. Selgub, et energia jagunemine järkude vahel sõltub tugevalt polarisatsioonist ja võib muutuda kiiresti koos lainepikkuse või langemisnurgaga, eriti kui järgu difraktsiooninurk on 90° lähedal.

Difraktsioonvõrede kuhja võib vaadelda kui 2D-footonkristalli ja valguse levikut sellises struktuuris võib kirjeldada sarnase tsoonidiagrammiga nagu me oleme harjunud kasutama elektronide jaoks pooljuhtides. Kui võre elementide murdumisnäitaja on piisavalt suur, siis võib selline võrede "pakk" peatada mingis lainepikkuste vahemikus kogu valguse, sõltumata selle levimise suunast. Nimetame seda vahemikku täielikuks keelutsooniks. Kuigi elussüsteemidel nii kõrge murdumisnäitajaga struktuure ei ole, võivad seal siiski tekkida osalised keelutsoonid ning seeläbi suurepärased värviefektid.

Esimesed inimese loodud difraktsioonivõred võred pärinevad USA astronoomi David Rittenhouse2 töödest 1780. aastatel ja footonkristalle tutvustati Eli Yablonovitchi ja Sajeev Johni3 1987. aasta töödes. Loodus on kasutanud selliseid struktuure elusolendites rohkem kui 500 miljonit aastat. Näiteks Kanadas Briti Columbias 508 miljoni aasta vanuses Burgessi põlevkivis leitud erakordselt hästi säilinud näidised pakuvad meile ammu väljasurnud loomade, aga ka mõnede nende tänapäevaste sugulaste struktuursete värvide näiteid. Kui meil on õnne, siis saame jälgida optiliste struktuuride arengut üha suurema keerukuse ja parema efektiivsuse suunas mööda loomade evolutsioonipuu harusid.

Joonis 2a Merihiir (Aphrodita aculeata) (a) kannab oma keha alumisel serval sillerdavat vilti ja seljal sillerdavaid astlaid. 
Joonis 2b Ühe merihiire astla pilt elektronmikroskoobis näitab 88 kihist koosnevat tihedalt pakitud 510 nm läbimõõduga mikrotorude massiivi. Nii mikrotorude suur hulk kui ka nende korrapärane asetus on olulised astelde värvuse kujunemisel. (Mugandatud R.C. McPhedran et al., Aust. J. Chem. 54, 241, 2001.)

Vaatame nüüd, kuidas toimib toreda nimega tagasihoidlik mereolevus merihiir ehk Aphrodita aculeata; see on harjasuss, kes elab merepõhjas mõne kuni mõne tuhande meetri sügavusel. Nagu näha jooniselt 2a, on ta tavaliselt tuhmi värvusega, et sobituda liivase või mudase merepõhjaga.

Aga tema keha alumises servas on pikad kauni sillerdusega karvad ja looma ülemisi servi kaunistavad jämedad, kuid samaväärselt värvilised astlad. Eeldatavasti peavad sillerdavad väljapaistvad astlad hoiatama röövloomi, et olend ei ole eriti hea söök.

Sillerdus oli kaluritele teada sajandeid tagasi ja Carl von Linne, kes klassifitseeris liigid 1758. aastal, märkis seda samuti. See on imekspandav, et loom võib saavutada sellise kontrastsusega sädeleva värvuse talle kättesaadavatest materjalidest: tema harjased on kitiinist ja ta elab vees. Joonisel 2b on elektronmikroskoobi kuva astalast, mis peegeldab ligi 100% sellele langevast punasest valgusest - selgub, et astel on õõnes toru, mille seinad on augustatud hämmastavalt korrapärase massiivi tihedalt pakitud mikrotorudega.

Astla struktuuri võib vaadata interferentsifiltrite komplektina, millest igaüks lisab üldisele optilisele efektile veidi peegelduvust. Tugeva värvusefekti saavutamiseks peab astlal olema suur hulk kihte, mille vahekaugused on peaaegu täiesti ühesugused.

Kui vaadelda astelt footonkristallina, siis peab see struktuursete värviefektide saavutamisel tuginema pigem osalistele kui täielikele keelutsoonidele. Tulemus on kohane merihiire eesmärkidele: astlad tekitavad kitsas lainevahemikus tugeva peegelduvuse, mis muutub koos valguse langemisnurgaga ja annab olendile iseloomuliku sillerduse.

Sama mehhanismi kasutatakse mikrostruktuursetes optilistes kiududes, mille töötasid 1990. aastatel välja Philip Russell ja tema kolleegid Bathi Ülikoolist. Kiud piiravad valguse läbipääsu kasutades korduvaid tagasipeegeldusi. Üks märkimisväärne edusamm, mille tegid võimalikuks mikrostruktuursed kiud, oli eriti laia spektriga superkontiinum, mida tunnustati 2005. aasta Nobeli füüsikapreemiaga (vt artiklit 2005. aasta detsembri Physics Today's lk-l 19 ning John Dudley ja Goery Genty artiklit 2013. aasta juuli Physics Todays lk-l 29).

Muud peegeldajad

Elusolendites leiduvad optilised süsteemid sisaldavad sageli segu perioodilistest ja kaheliperioodilisusest elementidest. Näiteks joonisel 3 visandatud struktuur näitab elementide kombinatsioone, mida erinevates variatsioonides esineb paljude liblikate soomustel. Aluskihi kaheliperioodiline akende massiiv võib toimida peegeldina, kombineerituna keemiliste pigmentidega võib see neelata peaaegu kogu langeva valguse. Vahetult selle peal asuv võrestruktuur toimib lainepikkus-selektiivse peegeldina, mille omadused võivad sõltuda polarisatsioonist. Põikvõrel jõulupuuokstena paiknevad ribad on nagu õhukeste kihtide pakid. Erineval viisil paigutatuna tekitavad need kolm elementi liblikatel erinevaid struktuurseid sillerdavaid efekte.

Liblikate soomustel on leitud ka muid optilisi elemente: nanoharjadega mikroribid, nõgusad mitmekihilised lohud, juhuslikult augustatud nanokihid ja „häälestatud” difraktsioonivõred, mis tähendab, et need koondavad suurema osa peegeldunud valgusest ühte difraktsioonijärku. Enamiku neist avastas 1970. ja 1980. aastatel John Huxley Londoni Loodusmuuseumis, kuhu ta jättis teistele õppimiseks ja avaldamiseks elektronmikrograafide aardelaeka.4 Mikrograafidega avastati struktuursed mustvalged soomused, topeltpeegeldusega mikrosüvendid, fluorestsentsi toetavad struktuurid ja igasugused muud kooslused, mida tänapäeval katsetatakse kasutamiseks kaubanduslikel toodetel. Praeguste prototüüpide uurimistööde põnevad tulemused avalikustatakse aasta või kahe jooksul.

Joonis 4 Opaalstruktuur - korrapärane massiiv tahkeid nanofääre, mis annavad õielõikaja opaalsele soomusele läikiva sinise värvuse.

Vääriskivil opaalil esineb lihtne, kuid oluline kolmekordne perioodiline struktuur, mille värvus tuleneb ligikaudu 500 nm läbimõõduga ränidioksiidi tihedalt pakitud sfääridest, mis paiknevad kuusnurksetes või tahktsentreeritud kuupvõredes. Struktuuri kasutatakse footonkristallide disainimisel, sageli vastupidisel kujul, kus väikese murdumisnäitja sfäärilised lisandid on paigutatud suure murdumisnäitajaga materjalile.

Opaali struktuur on avastatud õielõikajate perekonna Metapocyrtus soomustes. Joonisel 4a näidatud mikrostruktuuri 3D-perioodilisuse ja -isotroopsuse tulemuseks on soomuse värvitoonid (joonis 4b), mis paistavad kõigist vaatamissuundadest samasugused, osaliselt meie silma üldistusvõime tõttu. Kummalisel kombel kasutab joonisel 4c toodud sarnase ilmega õielõikaja ümberpööratud opaalstruktuuri.

Joonis 4b Õielõikaja opaalse soomuse läikiv sinine värvus.
Joonis 4c Õielõikaja ümberpööratud opaalstruktuur saab oma värvuse vastupidisest struktuurist: tahkesse põhimikku paigutatud õhusfääridest. (Paneel kohandatud trükisest A. R. Parker et al., Nature 426, 786, 2003.)
Joonis 5 Cotinga sulgede erksa sinise värvuse tekitab tihedalt paigutatud õhuga täidetud nanoosakeste massiiv.

Paljudel linnuliikidel on struktuursete värvustega suled. Koolibri sulgede kidad sisaldavad üliõhukesi vahelduva poorsusega kihte, mis tekitavad sillerdavaid efekte. Neid struktuure on jäljendatud, kasutades vesilahustel põhinevaid kihistustehnikaid. Sinised struktuursed suled, nagu näiteks joonisel 5 toodud Cotinga suled, sisaldavad tihedate vahedega õhutaskuid, millelt valguskiired koosmõjus peegelduvad.

Praegu on arendamisel värvid, mis moodustavad pärast kuivamist sarnased vorme.

Paljude mardikate väliskestad sisaldavad struktuurilt kiraalseid kilesid, mis toodavad ring- või elliptiliselt polariseerivate omadustega sillerdavaid efekte. Nende struktuurid on jäljendatud titaani eriotstarbelistes kattekihtides. Mimeetilisi näidiseid katsetakse mudelmardikal, kuni saavutatakse peegelduvuse täpne taasesitamine olenevalt nurgast. Seejärel saab titaani mimeetikat nanotehniliselt häälestada, et saada resonantseid lainepikkusi laias vahemikus.

Mittepeegeldavad pinnad

Seni on meie tähelepanu keskmes olnud valguse peegeldumisel tekkivad struktuursed värvused. Aga mõned putukad kasutavad ka mittepeegeldavaid (selgendatud) pindasid, kas oma silmades, et aidata neil hämaras näha, või oma tiibadel, et vähendada pinna helkimist, mis võiks püüda kiskja tähelepanu. Selgendatud pindasid esineb kõikide koide ja liblikate silmade sarvkestades ja surulaste läbipaistvates tiibades. Need koosnevad ligikaudu 240 nm sammuga kuusnurksesse massiivi paigutatud ümaratipulistest sõlmedest. Sõlme profiil tekitab sujuva murdumisnäitaja muutuse üleminekul õhust kitiini. Kui puuduvad järskud murduminäitaja muutusted väheneb pindade tagasipeegeldumine 10 korda.

Joonis 6a Mittepeegeldavad, st selgendava kattega pinnad on aidanud putukatel näha miljoneid aastaid. Selline, 240-nanomeetriste ümardatud osakeste massiiv, katab liblika- ja koisilmade sarvkestasid.
Joonis 6b Läbi plastlehe pildistatud universumi kujutist Lehe keskele on kantud selgendava kattena toimiv nanostruktuur, mis on võetud merevaigus säilinud kärbse sarvkestalt.

Joonisel 6a näidatud nn koi-silma struktuur taastoodeti esmakordselt oma õiges mõõtkavas kolme litograafiliselt toodetud võre 120° ristamisel. Tootmises kasutati seda esimest korda Skandinaavias klaasakende selgendava kattena. Tänapäeval saab koi-silma struktuuri teha äärmise täpsusega, kasutades elektronkiirega aurustamist. Seda kasutatakse tootmises tahkel plastil ja läätsedel.

Teistsugune peegeldusvastane struktuur, 250 nm sammuga siinuselise võre, avastati merevaigus säilinud 45 miljoni aasta vanuse kärbse sarvkestas. Selline struktuur on eriti kasulik, kui valgus langeb ühe tasapinna ulatuses teatud nurkade vahemikus võre soontega täisnurga all. Seda on rakendatud päikesepaneelide pindadel, et suurendada energia püüdmist kuni 10%. Selle peegeldust vähendava võime tutvustust on näidatud joonisel 6b.

Rakukultuur

Mõnikord on looduses esinevad optilised nanostruktuurid oma väikeste mõõtmetega nii keerulise ehitusega, et praegusi meetodeid kasutades ei saa me neid lihtsalt kopeerida. Mõnikord on see küll põhimõtteliselt võimalik kuid sedavõrd kulukas ja keeruline, et tööstuslik tootmine ei tasuks end kunagi ära.

Teine võimalus oleks teha selliseid struktuure samamoodi, nagu seda teevad loomad või taimed – kasvatedes neid elusrakkudest. Rakukultuuri edukus sõltub nii liigist kui ka rakutüübist. Kui näiteks putukarakke võib kasvatada toatemperatuuril, siis imetajate rakkude jaoks on vajalik inkubaator. Rakukultuur ei ole lihtne meetod – tuleb leida õige sööde, millel rakud kasvavad.

Praegu keskenduvad tööd selles valdkonnas liblikate soomustele. Soomuseid moodustavad rakud on tuvastatud ja neid kogutakse krüüslilt. Seejärel üksikud rakud eraldatakse, hoitakse kultuuris elus ja pannakse kasvuhormoonide lisamise teel soomuseid tootma. Üks meist (Parker) ja Helen Townley on hiljuti kasvatatud sinise Morpho liblika soomused, mille omadused on identsed looduslike soomuste optiliste ja struktuursete omadustega.5 Kahjuks kasutavad liblikarakud oma sisemised struktuurid ära juba ühe soomuse tegemise ajal. Samas õielõikaja rakud, vastupidi, ei kasuta, nii et potentsiaalselt võiks luua kultiveeritud õielõikaja rakke, et teha opaalseid struktuure, kuni neid toidetakse ja elus hoitakse.

Ülesanne on tunduvalt lihtsam, kui sillerdav organism on ise üks rakk, nagu näiteks ränivetikas. Ränivetikad on ainuraksed fotosünteesivad mikroorganismid. Nende üle 100 000 liigist on enamik 20…200 μm suurused, kuid mõned võivad olla kuni 2 mm pikkused. Nende rakuseinad, mida nimetatakse ränipantseriks (frustule), on valmistatud räniga immutatud pektiinist. Ränipantseris on poorid ja pilud, sageli väga keerulise struktuuriga, mis annavad raku sisemusele pääsu väliskeskkonda. Kuigi ränipantserite optiliste omaduste bioloogiline otstarve on teadmata, võivad need mõjutada fotosünteesi jaoks valguse kogumist. Ränivetikatest inspireeritud footonseadmeid saab teha ränist, kasutades sügava fotokeemilise söövituse tehnikat. Kuid ränivetikate enda rakendamine oleks kasulik vahetult 3D-seadmete ehitamiseks. Ränivetikate eelis on arvu eksponentsiaalne suurenemine: iga isend võib tekitada 100 miljonit järeltulijat kuus. Ja erinevalt enamikust tootmisprotsessidest saavutavad ränivetikad mõõdukates füsioloogilistes tingimustes suure keerukuse ja hierarhilise struktuuri.

Kasutades rakukultuuri tehnikat koos geenitehnoloogiaga või ilma selleta, võivad teadlased luua mõningaid looduse valgusvoo vormimise tehnikaid ja teha need suures ulatuses kättesaadavaks. Siis võiksime saada erinevaid nutikaid materjale sellistele rakendustele nagu püsivad värviekraanid, mis ei allu fotopleegituse toimele, väikse peegelduvusega katted päikesepatareide tõhustamiseks, uued stealth-tehnoloogiad, mis kasutavad visuaalset pettust, mitte lairibanähtamatust, lainepikkusest sõltuvad polarisaatorid ja paljud teised – kõik inspireeritud looduse kooli õppetundidest.6

See artikkel on pühendatud meie kolleegide ja sõprade Nicolae Nicorovici ja Jean-Pol Vigneron mälestusele.

Viited

  1. M. C. Hutley, Diffraction Gratings, Academic Press (1982); E. Popov, ed., Gratings: Theory and Numeric Applications, 2nd ed., Fresnel Institute (2014).
  2. M. Born, E. Wolf, Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light, 7th ed., Cambridge U. Press (1999).
  3. J. D. Joannopoulos et al., Photonic Crystals: Molding the Flow of Light, 2nd ed., Princeton U. Press (2008).
  4. A. L. Ingram, A. R. Parker, Philos. Trans. R. Soc. B 363, 2465 (2008).
  5. A. R. Parker, H. E. Townley, Bioinspir. Biomim. Nanobiomater. 4, 68 (2015).
  6. For further reading, see M. Large, ed., Optical Biomimetics: Materials and Applications, Woodhead (2012); A. Parker, In the Blink of an Eye, Perseus (2003); S. Berthier, Iridescences: The Physical Colors of Insects, C. Lafait, trans., Springer (2007); O. Karthaus, ed., Biomimetics in Photonics, CRC Press/Taylor & Francis (2012). 

Ross McPhedran on Austraalia Sydney Ülikooli füüsika professor ja optiliste süsteemide ülikõrge laineala seadmete keskuses uurimisjuht.

Andrew Parker on Londoni Loodusajaloo Muuseumi bioteaduste osakonna teadusjuht.

Viide: Physics Today 68(6), 32 (2015); doi: 10.1063/PT.3.2816

Vaadake internetis aadressil http://dx.doi.org/10.1063/PT.3.2816

Vaadake sisukorda aadressil http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/68/6?ver=pdfcov

Väljaandja: AIP Publishing