Група дослідників з Єврейського університету в Єрусалимі та Віденського технологічного університету (TU
Як поглинати світлову енергію?
Це не перший випадок, коли вчені вигадали, якпоглинати світлову енергію. Але новий метод «світлової пастки», який розробили вчені, єдиний, за допомогою якого світлова енергія може поглинатися навіть дуже тонкими та слабкими середовищами.
У новому експерименті вчені показали, як реалізувати цей процес дуже ефективно.Наприклад, вчені продемонстрували, що лазерне світло будь-якої форми може бути повністю поглинене навіть дуже «слабким» середовищем.Наприклад, тонку плівку або злегка забруднений шматок скла, пояснюють вчені в інтерв'ю виданню Interesting Engineering.
Встановлення світлової пастки.
Фото: Омрі Хаїм
Тепер дослідники будують ретельноспроектовану порожнину навколо поглинаючого середовища, яке не пропускає світло. Він потрапляє в порожнину, де проходить через таке середовище кілька разів, доки повністю не поглинається і від нього нічого не залишається.
Навіщо потрібна світлова пастка?
Вловлювати світлову енергію дуже важливо, алескладно. А ефективно зберігати її ще складніше. Саме тому вчені намагаються перетворювати її на інші форми енергії. "Від поглинання рослинами до виявлення світла в камері мобільного телефону енергія, що переноситься світловими хвилями або фотонами, необхідно перетворити на інші форми, щоб її можна було використовувати", - пояснюють вчені.
Наприклад, світло, яке користувач бачить надисплеї смартфона спочатку зберігається у вигляді хімічної енергії в акумуляторі. Друкована плата всередині телефону дозволяє йому перетворюватися на електричну енергію, і, нарешті, вона стає світлом, яке змушує екран світитися.
Пряме поглинання світла може значнопокращити як конструкцію, так і технологію пристроїв, які люди використовують щодня. Дослідники вважають, що уловлювання світла лежить в основі багатьох важливих процесів у науці, техніці та природі. Потенціал цього процесу стане в нагоді, щоб підвищити продуктивність спектрально-селективних детекторів (вони поглинають світлові промені різних частот) та пристроїв майбутнього, які живляться від світла.
Як працює «ідеальна світлова пастка»?
Дослідники розробили порожнину, у якійбезліч дзеркал і лінз оточують тонке світлопоглинаюче середовище. Вони розташували дзеркала та лінзи таким чином (як показано на малюнку нижче), що коли світловий промінь входить у порожнину, він починає рухатися по колу. Зрештою, у світлового променя не залишається іншого вибору, крім поглинутися тонким середовищем.
Схема показує шлях світлового променя в пастці.
Надано: Технічний університет Відня
Крім поглинаючого середовища, це світлоуловлюючепристрій оснащений частково прозорим дзеркалом, дзеркало, що відображає, і двома опуклими лінзами. За словами дослідників, перше дзеркало залишається частково прозорим, щоб світло могло проникати в порожнину. Однак також він може вийти
Щоб запобігти цьому, вчені використалиінтерференцію хвиль. Нагадаємо, це взаємне збільшення або зменшення результуючої амплітуди двох або декількох когерентних хвиль при їх накладенні один на одного. Воно супроводжується чергуванням максимумів і мінімумів інтенсивності у просторі. Результат інтерференції залежить від різниці фаз хвиль, що накладаються.
В результаті, коли лазерний промінь падає на частковопрозоре дзеркало, він розділяється на дві частини. Після попадання в лінзи, що поглинає середовище і відбиває дзеркало, промені накладаються один на одного. Весь світловий пучок блокується в такому положенні. Він не може «втекти» і його поглинає тонке середовище.
Що в підсумку?
Дослідники стверджують, що техніка настільки досконала, що на неї не впливають навіть часті перепади температури чи тиску повітря.
Примітно, що пристрій працює лише на одній частоті вхідного світла. Поки що вчені працюють над розширенням до більш широкосмугового дизайну.
</ P>Читати далі:
Сонячна пляма розміром із Землю зросла в 10 разів за 2 дні: вона спрямована на нас
Це «близнюк» Землі в минулому: знайдено унікальну планету-океан недалеко від нас
Ейнштейн знову мав рацію: через півстоліття фізики довели стабільність чорних дір.
Фото на обкладинці