Современные оптические приборы используют эффект преломления света при переходе из одной среду в другую. Несмотря на заметный прогресс в области оптических материалов, такой способ манипулирования светом всё же имеет свои недостатки. Например, при использования лазера наличие другой среды может менять его изначальные свойства, с одной стороны, а с другой - не каждый материал способен длительно выдерживать воздействие интенсивного лазерного луча без изменения свойств и повреждений.
Однако на днях междисциплинарная исследовательская группа из Института Гельмгольца в Йене заявила о создании дифракционной решетки, состоящей только из воздуха. Эта решетка не только невосприимчива к повреждениям от лазерного света, но и сохраняет его исходное качество.
Инновационная технология использует звуковые волны для модуляции воздуха в зоне прохождения лазерного луча. С помощью специальных громкоговорителей исследователи формируют в воздухе узор из плотных и менее плотных участков, создавая полосатую решетку. Эта структура плотности воздуха играет роль оптической решетки, изменяя направление лазерного света.
Преимущество такого метода состоит в том, что отклонение света дифракционной решеткой позволяет гораздо более точно контролировать лазерный свет по сравнению с отклонением зеркалами, призмами или линзами. Частота и интенсивность (громкость) звуковых волн влияют на свойства оптической решетки.
В ходе первых лабораторных испытаний ученым удалось перенаправить сильный инфракрасный лазерный импульс с эффективностью 50 процентов. Однако численные модели показывают, что в будущем можно достичь значительно более высокой эффективности. Для первых испытаний пришлось использовать специальные громкоговорители на максимальной громкости, но команда ученых уверена в возможности улучшения технологии.
Одним из главных преимуществ этой новой технологии является ее потенциал в создании высокопроизводительных оптических систем. Представьте, какие возможности открываются перед научными и инженерными отраслями, если мы сможем более точно управлять лазерным светом с помощью воздушной решетки. Это может привести к разработке более эффективных лазерных систем для научных и медицинских целей, а также в области коммуникаций и информационных технологий.
Исследовательская группа уже подала заявку на патент на свой метод, что свидетельствует о их уверенности в его потенциале и перспективе на рынке. Они надеются, что их технология станет основой для разработки новых и инновационных решений в области оптики и лазерных технологий.
Источник:
Янник Шрёдель и др., Акустооптическая модуляция гигаваттных лазерных импульсов в окружающем воздухе (Yannick Schrödel et al, Acousto-optic modulation of gigawatt-scale laser pulses in ambient air), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01304-y
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.