นักฟิสิกส์ได้สร้างกับดักแสงในอุดมคติ มาว่ากันว่ามันทำงานอย่างไร

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮิบรูแห่งเยรูซาเลมและมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา (TU

Wien) ได้พัฒนาการติดตั้งที่เหมาะสำหรับจับแสง

วิธีการดูดซับพลังงานแสง?

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการดูดซับพลังงานแสง แต่วิธีการ "ดักแสง" ใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาขึ้นนั้นเป็นวิธีการเดียวที่สามารถดูดซับพลังงานแสงได้แม้ในตัวกลางที่บางและอ่อนแอ

ในการทดลองใหม่ นักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นวิธีดำเนินการกระบวนการนี้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าแสงเลเซอร์ทุกรูปทรงสามารถดูดซับได้อย่างสมบูรณ์แม้จะใช้ตัวกลางที่ "อ่อนมาก" ก็ตาม ตัวอย่างเช่น ฟิล์มบางหรือกระจกที่ปนเปื้อนเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์อธิบายในการให้สัมภาษณ์กับ Interesting Engineering

การติดตั้งกับดักแสง
ภาพถ่าย: “Omri Chaim .”

ตอนนี้นักวิจัยกำลังสร้างอย่างระมัดระวังช่องออกแบบรอบ ๆ ตัวดูดซับที่ไม่ยอมให้แสงผ่าน มันเข้าไปในโพรงซึ่งผ่านตัวกลางดังกล่าวหลายครั้งจนกระทั่งถูกดูดซับจนหมดและไม่มีอะไรเหลืออยู่

ทำไมคุณถึงต้องการกับดักแสง?

การเก็บพลังงานแสงเป็นสิ่งสำคัญมาก แต่ยาก. และการจัดเก็บอย่างมีประสิทธิภาพนั้นยากยิ่งกว่า นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์พยายามแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่น "จากการถูกพืชดูดกลืนไปจนถึงการตรวจจับแสงในกล้องโทรศัพท์มือถือ พลังงานที่คลื่นแสงหรือโฟตอนต้องถูกแปลงเป็นรูปแบบอื่นเพื่อให้สามารถใช้งานได้" นักวิทยาศาสตร์อธิบาย

เช่น แสงที่ผู้ใช้มองเห็นหน้าจอสมาร์ทโฟนถูกจัดเก็บเป็นพลังงานเคมีในแบตเตอรี่เป็นครั้งแรก แผงวงจรภายในโทรศัพท์ทำให้สามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ และในที่สุดก็กลายเป็นแสงที่ทำให้หน้าจอเรืองแสงได้

การดูดกลืนแสงโดยตรงสามารถมีนัยสำคัญปรับปรุงทั้งการออกแบบและเทคโนโลยีของอุปกรณ์ที่ผู้คนใช้ในแต่ละวัน นักวิจัยเชื่อว่าการจับแสงรองรับกระบวนการที่สำคัญหลายอย่างในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และธรรมชาติ ศักยภาพของกระบวนการนี้จะมีประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับสเปกตรัม (ดูดซับรังสีแสงที่มีความถี่ต่างกัน) และอุปกรณ์แห่งอนาคตที่ขับเคลื่อนด้วยแสง

"กับดักแสงในอุดมคติ" ทำงานอย่างไร?

นักวิจัยได้พัฒนาโพรงซึ่งกระจกและเลนส์จำนวนมากล้อมรอบตัวกลางดูดซับแสงแบบบาง พวกเขาจัดเรียงกระจกและเลนส์ในลักษณะ (ดังแสดงในรูปด้านล่าง) ซึ่งเมื่อลำแสงเข้าสู่โพรง ลำแสงจะเริ่มเคลื่อนที่เป็นวงกลม ในท้ายที่สุด ลำแสงจะถูกทิ้งไว้โดยไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องถูกดูดกลืนโดยตัวกลางที่บาง

แผนภาพแสดงเส้นทางของลำแสงในกับดัก
เครดิต: มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเวียนนา

นอกจากตัวกลางดูดซับแล้วยังเป็นตัวดักแสงอุปกรณ์นี้มีกระจกใสบางส่วน กระจกสะท้อนแสง และเลนส์นูนสองชิ้น กระจกบานแรกยังคงโปร่งใสบางส่วนเพื่อให้แสงเข้าสู่โพรงได้ นักวิจัยกล่าว ยังไงก็ได้

เพื่อป้องกันสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้การรบกวนของคลื่น ให้เราจำไว้ว่านี่คือการเพิ่มขึ้นหรือลดลงร่วมกันในแอมพลิจูดผลลัพธ์ของคลื่นที่เชื่อมโยงกันตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปเมื่อคลื่นซ้อนทับกัน มันมาพร้อมกับความเข้มสลับสูงสุดและต่ำสุดในอวกาศ ผลลัพธ์ของการรบกวนขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเฟสระหว่างคลื่นที่ซ้อนทับ

ส่งผลให้เมื่อลำแสงเลเซอร์ตกบางส่วนกระจกใสแบ่งออกเป็นสองส่วน หลังจากที่กระทบกับเลนส์ ตัวกลางดูดซับและกระจกสะท้อนแสง รังสีจะซ้อนทับกัน ลำแสงทั้งหมดถูกบังในตำแหน่งนี้ เขาไม่สามารถ "หลบหนี" ได้และถูกดูดซับโดยสื่อที่ละเอียดอ่อน

บรรทัดล่างคืออะไร?

นักวิจัยอ้างว่าเทคนิคนี้สมบูรณ์แบบมากจนแม้แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือความกดอากาศบ่อยครั้งก็ไม่ส่งผลกระทบ

เป็นที่น่าสังเกตว่าอุปกรณ์ทำงานด้วยความถี่แสงที่เข้ามาเพียงความถี่เดียวเท่านั้น ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังขยายไปสู่การออกแบบบรอดแบนด์มากขึ้น

</ p>

อ่านเพิ่มเติม:

จุดบอดบนดวงอาทิตย์ขนาดเท่าโลกเติบโต 10 เท่าใน 2 วัน: ชี้มาที่เรา

นี่คือ "แฝด" ของโลกในอดีต: พบดาวเคราะห์และมหาสมุทรที่ไม่เหมือนใครไม่ไกลจากเรา

ไอน์สไตน์พูดถูกอีกครั้ง หลังจากผ่านไปครึ่งศตวรรษ นักฟิสิกส์ได้พิสูจน์ความเสถียรของหลุมดำ

ภาพหน้าปก