Istnieje wiele metod badania wczesnych stadiów wzrostu kryształów ze względu na różnorodne czynniki. Dotyczy to również sytuacji gdy na ten wzrost ma wpływ środowisko aktywne biologicznie. Szczególnie przydatne wydają się tu różne techniki wykorzystujące oddziaływanie badanych kryształów z promieniowaniem świetlnym. W naszym zespole zapoczątkowano takie badania w oparciu o analizę światła ugiętego na takich obiektach w warunkach, gdy światło padające na nie jest zbieżne. Taka konfiguracja zestawu pomiarowego posiada kilka istotnych zalet. Po pierwsze umożliwia badanie próbek o znacznie większych objętościach niż na przykład klasyczny mikroskop a z drugiej strony ma przewagę nad badaniami wykorzystującymi zjawisko dyfrakcji na fali płaskiej ponieważ uzyskany obraz dyfrakcyjny lokalizuje poszczególne elementy badanego układu.
Rys. 1. Rzeczywisty widok badanych obiektów w próbce.
Na Rys. 1 przedstawiono dwa obiekty w zbieżnej wiązce gaussowskiej promieniowania świetlnego. W szczególności rysunek ten przedstawia przykładowy rozkład intensywności światła w środku kropli wody oświetlonej wiązką światła laserowego pracującego w modzie podstawowym TEM00. W dwóch miejscach widoczne są nieprzeźroczyste obiekty o różnych rozmiarach.
Rys. 2. Obraz dyfrakcyjny badanych obiektów w dalekim polu.
Na rysunku Rys. 2 przedstawiono powstały w dalekim polu obraz dyfrakcyjny, który został obliczony za pomocą metod optyki Fouriera. Obraz ten, jak widać, lokalizuje poszczególne obiekty a ponadto umożliwia ocenę zarówno rozmiaru jak i kształtu obiektów.
Rys. 3. Intensywność względna obrazu dyfrakcyjnego badanych cząstek w dalekim polu w funkcji kąta. a) cząstka o wielkości 2 μm, b) cząstka o wielkości 4 μm.
Natomiast na Rys. 3 przedstawiono rozkład względnej intensywności (względem tła) obrazu dyfrakcyjnego w funkcji kąta ugięcia światła dla całkowicie nieprzeźroczystych obiektów o rozmiarach 2 μm i 4 μm. Parametry zaznaczonej na czerwono krzywej modulacji umożliwiają ocenę rozmiaru obiektów.