Anisotropic optical response of the cuticle of arthropods - Rodriguez, L. A. (2023)
La estructura de la cutícula de los artrópodos consiste en capas de partículas de quitina microﬁlamentaria. Las capas están apiladas unas sobre la otra formando una estructura de Bouligand helicoidal. Esta estructura genera fenómenos ópticos tales como colores estructurales y birrefringencia que se maniﬁestan como una apariencia metálica o iridiscente, reﬂectancia polarizada y actividad óptica. Modelamos la respuesta óptica anisotrópica de la cutícula de artrópodos usando el paquete computacional Photonic para obtener el tensor dieléctrico macroscópico de una lámina constitutiva en la hélice de Bouligand. Su anisotropía depende de la forma de las partículas de quitina, de su arreglo reticular y de su fracción de llenado. Construimos un modelo de cutícula cuya reﬂectancia muestra un máximo entonable muy sensible a los parámetros geométricos y al ángulo θ que controla el paso de la hélice. Podemos explicar los colores estructurales basados en los máximos de reﬂectancia causados por la anisotropía y su rotación caracterizada por θ, una alternativa a la aproximación usual que considera arreglos múltiples de pares de láminas con propiedades ópticas contrastantes.