メリーランド大学のエンジニアは、薄い空気を光「ケーブル」として使用し、
最も一般的な光ファイバー長距離にわたって光をしっかりと保持するガラスの糸です。しかし、このような構造は、高出力レーザー ビームの照射にはあまり適していません。ガラスに損傷を与え、ファイバーからエネルギーが散逸する原因となります。
エンジニアは光学的方法を実証しました補助超短レーザーパルスを使用して空気自体に光ファイバー導波路を作成するガイダンス。これらの短いパルスは「フィラメント」と呼ばれる高強度の光パターンのリングを形成し、空気分子を加熱して中央の乱れない領域を取り囲む膨張した低密度のリングを形成します。
今年1月に発表された研究では、長年にわたり、物理学者は、この方法を使用すると、周囲の空気による冷却によって消散するまで数十ミリ秒存在する長さ 50 メートルの導波路を形成できることを示しました。新しい研究では、光空気導波路を継続的に存在させるために技術を修正しました。
空気中を伝播するレーザー光線(左)、10 Hz (中央) と 1,000 Hz (右) のレーザーによって生成された光空中導波路を介して送信されます。画像: メリーランド大学
以前の実験で、研究者たちは100ミリ秒ごとにパルスを放射するレーザーを使用しました（周波数 - 10 Hz）。新しい研究では、科学者らはパルスの周波数を 1,000 Hz に増加しました。これにより、周囲の空気が冷却するよりも速く発生する加熱によってサポートされる空気導波路が形成されます。その結果、注入された連続レーザー ビームをガイドできる連続動作ファイバーが得られます。研究者らは、この技術は 1 km 以上の距離にわたって信号を送信するための拡張が容易であると指摘しています。
空気を繊維として利用非常に高い平均レーザーパワーを管理できると著者らは付け加えた。遠隔の光信号を収集し、汚染や放射線源を検出するために使用できます。同時に、このような導波管は、特定の方向にケーブルを事前に敷設する必要がなく、任意の方向に「展開」できます。
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