Inżynierowie z Uniwersytetu Maryland wykorzystali cienkie powietrze jako „kabel” optyczny
Najpopularniejsze światłowodyto włókna szklane, które ściśle utrzymują światło na długich dystansach. Jednak takie struktury słabo nadają się do kierowania wiązkami lasera o dużej mocy: uszkadzają szkło i powodują rozpraszanie energii ze światłowodu.
Inżynierowie zademonstrowali metodę optycznąnaprowadzanie, które wykorzystuje pomocnicze ultrakrótkie impulsy laserowe do tworzenia światłowodowych falowodów w samym powietrzu. Te krótkie impulsy tworzą pierścień wzorców świetlnych o wysokiej intensywności, zwanych „włóknami”, które podgrzewają cząsteczki powietrza, tworząc rozszerzony pierścień o niskiej gęstości otaczający centralny niezakłócony obszar.
W badaniu opublikowanym w styczniu brlat fizycy wykazali, że dzięki tej metodzie możliwe jest uformowanie falowodów o długości 50 m, które istnieją przez dziesiątki milisekund, dopóki nie rozproszą się w wyniku ochłodzenia przez otaczające powietrze. W nowym badaniu zmodyfikowali technologię, aby utrzymać ciągłe istnienie optycznego falowodu powietrznego.
Wiązka laserowa rozchodząca się w powietrzu(po lewej) i przesyłane przez optyczny falowód powietrzny generowany przez laser przy 10 Hz (w środku) i 1000 Hz (po prawej). Zdjęcie: Uniwersytet Maryland
W poprzednim eksperymencie badaczeużył lasera, który emitował impuls co 100 ms (częstotliwość - 10 Hz). W nowym badaniu naukowcy zwiększyli częstotliwość impulsów do 1000 Hz. Tworzy to falowód powietrza wspierany przez ogrzewanie, które zachodzi szybciej niż otaczające powietrze może go ochłodzić. Rezultatem jest działające w sposób ciągły włókno, które może prowadzić wstrzykiwaną ciągłą wiązkę laserową. Naukowcy zauważają, że technologię można łatwo skalować, aby przesyłać sygnał na odległość 1 km lub większą.
Wykorzystanie powietrza jako włóknazarządzać bardzo wysokimi średnimi mocami lasera, dodają autorzy. Może być używany do zbierania zdalnych sygnałów optycznych, wykrywania zanieczyszczeń i źródeł radioaktywnych. Jednocześnie taki falowód nie wymaga wstępnego układania kabla w określonym kierunku, ale można go „rozłożyć” w dowolnym kierunku.
Czytaj więcej:
Naukowcy po raz pierwszy zobaczyli, jak gwiazda pożera planetę: to w końcu czeka na Ziemię
Dwie superziemie znalezione na skraju strefy nadającej się do zamieszkania: jedna z nich ma komfortową temperaturę
Naukowcy zbadali umierający mózg i opowiedzieli, co znaleźli
</ p>