エルサレムのヘブライ大学とウィーン工科大学（TU）の研究者チーム
光エネルギーを吸収するには？
科学者がその方法を解明したのはこれが初めてではない光エネルギーを吸収します。しかし、科学者が開発した新しい「光トラップ」方法は、非常に薄くて弱い媒体でも光エネルギーを吸収できる唯一の方法です。
新しい実験で科学者たちが示したのは、このプロセスを非常に効果的に実装する方法。たとえば、科学者は、いかなる形状のレーザー光も、非常に「弱い」媒体であっても完全に吸収されることを実証しました。たとえば、薄いフィルムやわずかに汚染されたガラス片などであると科学者たちは Interesting Engineering のインタビューで説明しています。
ライトトラップの設置。
写真：オムリ・ハイム
現在、研究者は慎重に構築しています光を通過させない吸収媒体の周りに設計された空洞。それは空洞に入り、完全に吸収されて何も残らないまで、そのような媒体を数回通過します。
なぜライトトラップが必要なのですか？
光エネルギーを捉えることは非常に重要ですが、難しい。そして、それを効果的に保管することはさらに困難です。そのため、科学者はそれを他の形のエネルギーに変換しようとしています。 「植物に吸収されることから、携帯電話のカメラで光を検出することまで、光波または光子によって運ばれるエネルギーは、使用可能にするために他の形態に変換する必要があります」と科学者は説明します。
たとえば、ユーザーが見ている光スマートフォンのディスプレイは、まずバッテリーに化学エネルギーとして蓄えられます。電話内部の回路基板によって電気エネルギーに変換され、最終的に画面を照らす光になります。
光を直接吸収すると、人々が日常的に使用するデバイスのデザインとテクノロジーの両方を改善します。研究者は、光の取り込みが科学、技術、および自然における多くの重要なプロセスの根底にあると考えています。このプロセスの可能性は、スペクトル選択検出器 (さまざまな周波数の光線を吸収する) や、光を動力源とする将来のデバイスの性能を向上させるのに役立ちます。
「理想的な光のトラップ」はどのように機能しますか?
研究者は空洞を開発しました多くのミラーとレンズが薄い光吸収媒体を取り囲んでいます。彼らはミラーとレンズを (下の図に示されているように) 光線が空洞に入ると円を描いて動き始めるように配置しました。最終的に、光線は薄い媒体に吸収されるしかありません。
トラップ内の光線の経路を示す図。
クレジット: ウィーン工科大学
吸収媒体に加えて、それは光トラッピングですこのデバイスには、部分透過ミラー、反射ミラー、および 2 つの凸レンズが装備されています。最初のミラーは部分的に透明なままで、光がキャビティに入ることができると研究者は述べています。ただし、行くこともできます
これを防ぐために、科学者たちは次のことを使用しました。電波干渉。これは、2 つ以上のコヒーレント波が互いに重ね合わされたときに、その結果生じる振幅が相互に増加または減少することを思い出してください。それは、空間内の強度の最大値と最小値が交互に起こることを伴います。干渉の結果は、重畳波間の位相差に依存します。
その結果、レーザー光が部分的に当たると、透明な鏡は2つの部分に分かれています。レンズ、吸収媒体、反射鏡に当たった後、光線は互いに重なり合います。この位置では光ビーム全体がブロックされます。彼は「逃げる」ことができず、微妙な媒体に吸収されてしまいます。
一番下の行は何ですか？
研究者たちは、この技術は非常に完璧であるため、温度や気圧が頻繁に変化しても影響を受けないと主張しています。
デバイスが入射光の 1 つの周波数のみで動作することは注目に値します。科学者は、よりブロードバンド設計への拡張に取り組んでいます。
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