15:06 2023-10-03
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Utilizarea aerului pentru a devia laserele
_ Utilizarea aerului pentru a devia laserele< /h3>
Folosind o metodă nouă, razele de lumină laser pot fi deviate folosind numai aer. Un grătar invizibil format doar din aer nu este doar imun la deteriorarea luminii laser, dar păstrează și calitatea originală a fasciculului, relatează o echipă de cercetare interdisciplinară în revista Nature Photonics. Cercetătorii au solicitat un brevet pentru metoda lor.
Tehnica inovatoare utilizează unde sonore pentru a modula aerul din regiunea în care trece fasciculul laser. „Am generat o rețea optică cu ajutorul undelor de densitate acustică”, explică primul autor Yannick Schrödel, Ph.D. student la DESY și Helmholtz Institute Jena.
Cu ajutorul unor difuzoare speciale, cercetătorii modelează un model de zone dense și mai puțin dense în aer, formând un grătar în dungi. Într-un mod care este similar cu modul în care densitățile diferențiale ale aerului curbează lumina în atmosfera Pământului, modelul de densitate ia rolul unui rețele optic care schimbă direcția fasciculului de lumină laser.
„Cu toate acestea, Deviația luminii prin rețeaua de difracție permite un control mult mai precis al luminii laser în comparație cu deviația din atmosfera Pământului”, spune Schrödel. „Proprietățile rețelei optice sunt influențate de frecvența și intensitatea – cu alte cuvinte, volumul – undelor sonore.”
În primele teste de laborator, un puternic impuls laser infraroșu ar putea fi redirecționat în astfel cu o eficienta de 50 la suta. Ar trebui să fie posibile eficiențe semnificativ mai mari în viitor, conform modelelor numerice.
Pentru primul test, oamenii de știință au trebuit să-și ridice difuzoarele speciale. „Ne mișcăm la un nivel sonor de aproximativ 140 de decibeli, care corespunde unui motor cu reacție la câțiva metri distanță”, explică omul de știință Christoph Heyl de la DESY și Institutul Helmholtz Jena, care conduce proiectul de cercetare. „Din fericire, suntem în gama ultrasunetelor, pe care urechile noastre nu le captează.”
Echipa vede un mare potențial în tehnica pentru optică de înaltă performanță. În experimentele lor, cercetătorii au folosit un impuls laser infraroșu cu o putere de vârf de 20 gigawați, ceea ce corespunde puterii a aproximativ două miliarde de becuri LED. Laserele din această clasă de putere și chiar mai mari sunt utilizate, de exemplu, pentru prelucrarea materialelor, în cercetarea fuziunii sau pentru cei mai noi acceleratori de particule.
„În acest interval de putere, proprietățile materialelor oglinzilor, lentilelor, și prismele le limitează în mod semnificativ utilizarea, iar astfel de elemente optice sunt ușor deteriorate de raze laser puternice în practică”, explică Heyl. „În plus, calitatea fasciculului laser are de suferit. În schimb, am reușit să deviam razele laser într-un mod care păstrează calitatea fără contact.”
Principiul controlului acustic al luminii laser în gaze. nu se limitează la generarea de rețele optice, subliniază oamenii de știință. Probabil că poate fi transferat și pe alte elemente optice, cum ar fi lentilele și ghidurile de undă.
„Ne gândim de multă vreme la această metodă și ne-am dat seama rapid că sunt necesare niveluri extreme de sunet. La început, acestea părea imposibil din punct de vedere tehnic”, explică Heyl. „Cu toate acestea, nu am renunțat și, în cele din urmă, am găsit o soluție cu sprijinul cercetătorilor de la Universitatea Tehnică din Darmstadt, precum și al companiei Inoson. În primul rând, am încercat tehnica noastră cu aer obișnuit. În continuare, de exemplu, vom și folosiți alte gaze pentru a atinge alte lungimi de undă și alte proprietăți optice și geometrii.”
Deviația luminii direct în aerul ambiant, care a fost deja demonstrată, deschide aplicații promițătoare, în special ca comutare rapidă pentru laserele de mare putere. „Potențialul controlului fără contact al luminii și extinderea acestuia la alte aplicații poate fi în prezent doar imaginat”, explică Heyl. „Optica modernă se bazează aproape exclusiv pe interacțiunea luminii cu materia solidă. Abordarea noastră deschide o direcție complet nouă.”
Comentarii:
Adauga Comentariu