Ученые разработали новый метод отклонения лазерных лучей с использованием только воздуха. По данным исследования, опубликованного в журнале Nature Photonics, невидимая дифракционная решетка, созданная из воздуха, не только устойчива к повреждениям от лазерного излучения, но и сохраняет первоначальное качество луча.
Инновационная техника основана на использовании звуковых волн для модулирования воздуха в области прохождения лазерного луча. «Мы создали оптическую решетку с помощью акустических волн плотности», — рассказывает главный автор Yannick Schrodel из DESY и Helmholtz Institute Jena.
Специальные динамики позволяют ученым создавать в воздухе узор из областей разной плотности, формируя полосатую решетку. Такой узор действует как оптическая решетка, меняя направление лазерного луча, аналогично тому, как изменения плотности воздуха в атмосфере Земли изгибают свет.
По словам Schrodel, такой метод дифракции позволяет гораздо точнее контролировать лазерный свет, чем изгибание в атмосфере Земли.
В первых лабораторных тестах удалось перенаправить сильный инфракрасный лазерный импульс с эффективностью 50%. Модели предсказывают возможность достижения более высоких показателей в будущем.
Ученые видят огромный потенциал данной техники в области высокопроизводительной оптики. В экспериментах они использовали инфракрасные лазерные импульсы мощностью 20 гигаватт. Лазеры такой и более высокой мощности применяются, например, в обработке материалов, исследовании термоядерного синтеза и новейших ускорителях частиц.
«На таком уровне мощности материальные свойства зеркал и линз существенно ограничивают их применение», — говорит руководитель проекта Christoph Heyl. — «В отличие от этого, нам удалось отклонить лазерные лучи, сохраняя их качество, без контакта».
Принцип акустического управления лазерным светом в газах может быть расширен и на другие оптические элементы, такие как линзы и волноводы.
В заключении Heyl добавил, что современная оптика почти полностью основана на взаимодействии света с твердым веществом. «Наш подход открывает совершенно новое направление».
Подробнее: https://www.securitylab.ru/