برهمکنش نور با شبکیه،فوتون تا پالس الکتریکی

بینایی مهمترین حس آدمی و دیگر حیوانات دارای حرکت سریع است. اهمیت بینایی در حرکات آدمی در ساختار مغز دیده می شود، جاییکه بیش از نیمی از ناحیه کورتیکال مغز برای پردازش اطلاعات بینایی بدست آمده توسط چشم صرف می شود. گام اولیه بینایی در شبکیه انجام می شود. شبکیه قسمتی از مغز است که از لایه های نرونی تشکیل شده است و در پشت چشم قرار دارد. هنگامیکه نور به شبکیه برخورد می کند، سلولهای گیرنده نوری برانگیخته شده و پس از جذب نور انرژی نور به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.در این پژوهش ،برهمکنش نور با گیرنده های نوریاستوانهای، با استفاده از تکنیک محاسباتی تفاضل متناهی حوزه زمان، بررسی می شود. این تکنیک یکی از قویترین روشهای عددی در الکترومغناطیس است که در آن معادلات ماکسول در حوزه زمان با تقسیماتی در راستای محورهای مختصات حل می شوند، در نتیجه میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در هر سلول قابل محاسبه هستند. ابتدا طیف ورودی و خروجی قطعه خارجی سلول گیرنده نوری با توجه به چشمه نور سفید آنالیز شده، سپس مقدار تغییر پتانسیل غشا در امتداد قطعه خارجی پس از جذب نور بررسی و محاسبه می گردد. سپس مقدار آهنگ کاهش انرژی ذخیره شده در این قسمت با استفاده از روشهای محاسباتی بررسی می شود.