Pirmo reizi pētnieki ir veiksmīgi izmantojuši gaisu, lai novirzītu lāzeru!

Nesen Vācijas Electron Synchrotron (DESY) pētniecības centra pētnieki paziņoja, ka tagad viņi spēj novirzīt lāzera starus, izmantojot neredzamu režģu sistēmu, kas izgatavota no gaisa. Optiskā sistēma ir aprakstīta kā izgatavota no ultraskaņas, un lāzers to nesabojās (galu galā tas ir tikai gaiss), kā arī nepasliktinās stara kvalitāti.
Komanda ir pieteikusies patentam šai jaunajai metodei, un ar to saistīts dokuments tika publicēts žurnālā Nature Photonics. Tas ietver īpaša skaļruņa izmantošanu, kas ļauj izveidot dažāda blīvuma gaisa modeļus. Lai gan masa paliek nemainīga, ierīce pašlaik ir tikai 50% efektīva, taču komanda uzskata, ka šos aspektus nākotnē var uzlabot.
Yannick Schr?del, pirmais iepriekšminētā pētījuma autors un doktorants DESY un Helmholtz institūtā Jēnā, savā paziņojumā teica, ka viņi ir izveidojuši optisko režģi, kuras pamatā ir akustiskā blīvuma viļņi.
Novatoriskā tehnika izmanto 140 decibelu skaņas viļņus (atbilst dažu metru attālumā esoša reaktīvo dzinēja skaņas līmenim), bet ultraskaņas diapazonā, lai tie būtu nedzirdami cilvēka ausij. Šie skaņas viļņi veido dažāda blīvuma slāņus. Darbu iedvesmoja tas, kā gaismu saliek Zemes atmosfēra, ejot cauri dažāda blīvuma slāņiem.
"Tomēr gaismas novirzīšana caur difrakcijas režģi ļauj precīzāk kontrolēt lāzeru nekā novirze Zemes atmosfērā." Šr?dels paskaidroja, ka režģa īpašības ietekmē skaņas viļņu frekvence un intensitāte.
Savos eksperimentos pētnieki izmantoja infrasarkano staru lāzera impulsus ar maksimālo jaudu 20 GW, kas ir līdzvērtīgs aptuveni 2 miljardiem gaismas diožu jeb enerģijas daudzumam, kas nepieciešams, lai nosūtītu atpakaļ 16,5 dronējošas automašīnas nākotnē. Pateicoties to jaudas īpašībām, šādus lāzerus cita starpā var izmantot materiālu apstrādei.
"Šajā jaudas diapazonā spoguļu, lēcu un prizmu materiālu īpašības ievērojami ierobežo to izmantošanu, un praksē šo optiku viegli sabojā spēcīgi lāzera stari." Christoph Heyl, projekta vadītājs, arī no DESY un Helmholtz institūta, piebilst: "Turklāt tiek ietekmēta arī lāzera stara kvalitāte. Turpretim mums ir izdevies novirzīt lāzera staru tā, lai kvalitāte saglabātos bez saskares. ”.
DESY pētnieki minēja, ka pētījumam bija nepieciešami ekstrēmi skaņas līmeņi. Lai gan sākotnēji ekstrēmi skaņas līmeņi šķita tehniski nesasniedzami, viņi galu galā atrada risinājumu ar Darmštates Tehniskās universitātes pētnieku un uzņēmuma Inoson atbalstu. DESY komanda tagad ir veiksmīgi apvienojusi tehnoloģiju ar parasto gaisu, lai ražotu atbilstošus lietojumus.
Tagad komanda ir spējusi izveidot režģa sistēmu, taču viņi uzskata, ka viņi izmantos arī citas gāzes, lai tās pielietotu citiem viļņu garumiem vai radītu citas optiskās īpašības, optiskās struktūras, piemēram, lēcas un viļņvadus. Un var pat būt iespējams izmantot dažādas gāzes, lai mijiedarbotos ar dažāda veida lāzeriem.
"Gaismas bezkontakta kontroles potenciāls un citi lietojumi, kuriem to var paplašināt, pašlaik ir tikai iztēles līmenī," saka Heils, piebilstot, ka "mūsdienu optika gandrīz pilnībā balstās uz gaismas mijiedarbību. ar cieto vielu. Mūsu pieeja paver pilnīgi jaunu virzienu."