Pentru prima dată, cercetătorii au folosit cu succes aerul pentru a devia un laser!

Recent, cercetătorii de la Centrul de Cercetare German Electron Synchrotron (DESY) au anunțat că sunt acum capabili să devieze fasciculele laser folosind un sistem de rețea invizibil realizat din aer. Sistemul optic este descris ca fiind realizat din ultrasunete și nu va fi deteriorat de laser (la urma urmei, este doar aer) și nici nu va degrada calitatea fasciculului.
Echipa a solicitat un brevet pentru această nouă metodă, iar o lucrare conexă a fost publicată în revista Nature Photonics. Implică utilizarea unui difuzor special, care permite crearea unor modele de aer de diferite densități. În timp ce masa rămâne constantă, dispozitivul este în prezent doar 50 la sută eficient, dar echipa crede că aceste aspecte pot fi avansate și mai mult în viitor.
Yannick Schrödel, primul autor al lucrării de cercetare menționate mai sus și doctorand la DESY și la Institutul Helmholtz din Jena, a declarat într-o declarație că au produs o rețea optică bazată pe unde de densitate acustică.
Tehnica inovatoare folosește unde sonore de 140 de decibeli (echivalent cu nivelul sonor al unui motor cu reacție aflat la câțiva metri distanță), dar în domeniul ultrasonic, astfel încât acestea sunt inaudibile de urechea umană. Aceste unde sonore formează straturi de densitate variabilă. Lucrarea a fost inspirată de modul în care lumina este curbată de atmosfera Pământului în timp ce trece prin straturi de diferite densități.
„Cu toate acestea, devierea luminii printr-o rețea de difracție permite un control mai precis al laserului decât deviația în atmosfera Pământului.” Schr?del a explicat că proprietățile rețelei sunt afectate de frecvența și intensitatea undelor sonore.
În experimentele lor, cercetătorii au folosit impulsuri laser în infraroșu cu o putere de vârf de 20 GW - care este echivalent cu aproximativ 2 miliarde de LED-uri sau cantitatea de energie necesară pentru a trimite 16,5 mașini Droning înapoi în viitor. Datorită caracteristicilor lor de putere, astfel de lasere pot fi folosite pentru procesarea materialelor, printre altele.
„În acest interval de putere, proprietățile materiale ale oglinzilor, lentilelor și prismelor limitează foarte mult utilizarea acestora, iar aceste optice sunt ușor deteriorate în practică de raze laser puternice”. Christoph Heyl, lider de proiect, tot de la DESY și Institutul Helmholtz, adaugă: „În plus, calitatea fasciculului laser este și ea afectată. În schimb, am reușit să deviem fasciculul laser într-un mod care păstrează calitatea fără contact. ."
Cercetătorii DESY au menționat că nivelurile de zgomot extreme au fost necesare pentru studiu. Deși inițial nivelurile extreme de zgomot păreau de neatins din punct de vedere tehnic, în cele din urmă au găsit o soluție cu sprijinul cercetătorilor de la Universitatea Tehnică din Darmstadt și al companiei Inoson. Echipa DESY a combinat acum cu succes tehnologia cu aerul obișnuit pentru a produce aplicații relevante.
Acum, echipa a reușit să creeze un sistem de rețea, dar ei cred că vor folosi și alte gaze pentru a se aplica la alte lungimi de undă sau pentru a produce alte proprietăți optice, structuri optice - cum ar fi lentile și ghiduri de undă. Și, poate fi chiar posibil să folosiți diferite gaze pentru a interacționa cu diferite tipuri de lasere.
„Potențialul pentru controlul fără contact al luminii și al celorlalte aplicații pentru care poate fi extinsă, este în prezent doar la nivelul imaginației”, spune Heyl, adăugând că „optica modernă se bazează aproape în întregime pe interacțiunea luminii. cu materie solidă. Abordarea noastră deschide o direcție cu totul nouă."