I fisici hanno creato specchi diamantati in grado di resistere a un potente raggio laser

Nel loro lavoro, i fisici della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences hanno utilizzato

metodo per incidere strutture di dimensioni nanometrichediamanti, sviluppati per applicazioni nell’ottica quantistica e nelle comunicazioni. Usando un raggio ionico, i ricercatori hanno tagliato nanopilastri di 3 x 3 mm sulla superficie di un foglio diamantato, a forma di maglietta da golf. La superficie creata garantisce una riflessione del 98,9% della luce.

I ricercatori hanno testato le proprietà del lorospecchi utilizzando un laser ad onda continua con una potenza di 10 kW. La potenza di un tale dispositivo è sufficiente per bruciare l'acciaio. Durante l'esperimento, il raggio laser è stato focalizzato in un punto con una dimensione di 750 micron. La superficie del diamante ha resistito a un tale impatto senza danni, lo specchio è rimasto illeso.

Una foto ingrandita della superficie. Fonte: Loncar Lab/Harvard SEAS

I ricercatori notano che la maggior parte degli specchi,che sono ora utilizzati per dirigere il raggio nei laser a onda continua ad alta potenza, sono realizzati stratificando sottili rivestimenti di materiali con diverse proprietà ottiche. Ma se c'è anche un minuscolo difetto in uno qualsiasi degli strati, un potente raggio laser lo attraverserà e l'intero dispositivo si guasterà.

Uno specchio monolitico realizzato con un unico materiale riduce la possibilità di difetti e aumenta la durata del laser, spiegano gli autori.

Il nostro approccio allo specchio a materiale singoloelimina il problema dello stress termico incontrato dagli specchi convenzionali formati da strati di più materiali quando irradiati ad alta potenza.

Marco Lonkar, professore di ingegneria elettrica e uno degli autori dello studio

I fisici ritengono che l'approccio proposto aumenteràl'efficienza dei laser ad alta potenza esistenti, nonché trovare nuove aree per la loro applicazione. Ad esempio, tali specchi possono essere utilizzati nella produzione di semiconduttori, nell'industria, nelle comunicazioni e nell'esplorazione spaziale.

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