Po prvi put, istraživači su uspješno upotrijebili zrak za odbijanje lasera!

Nedavno su istraživači iz njemačkog Electron Synchrotron (DESY) istraživačkog centra objavili da su sada u stanju da odbijaju laserske zrake korištenjem nevidljivog sistema rešetke napravljenog od zraka. Optički sistem je opisan kao napravljen od ultrazvuka i neće ga oštetiti laser (na kraju krajeva, to je samo zrak), niti će narušiti kvalitet zraka.
Tim je prijavio patent za ovu novu metodu, a srodni rad je objavljen u časopisu Nature Photonics. Uključuje upotrebu posebnog zvučnika, koji omogućava kreiranje zračnih šara različite gustine. Iako masa ostaje konstantna, uređaj je trenutno efikasan samo 50 posto, ali tim vjeruje da se ovi aspekti mogu dodatno unaprijediti u budućnosti.
Yannick Schr?del, prvi autor spomenutog istraživačkog rada i doktorand na DESY-u i Helmholtz institutu u Jeni, rekao je u izjavi da su proizveli optičku rešetku zasnovanu na valovima akustične gustine.
Inovativna tehnika koristi zvučne talase od 140 decibela (ekvivalentno nivou zvuka mlaznog motora udaljenog nekoliko metara), ali u ultrazvučnom opsegu tako da su nečujni ljudskom uhu. Ovi zvučni talasi formiraju slojeve različite gustine. Rad je inspirisan načinom na koji Zemljina atmosfera savija svjetlost dok prolazi kroz slojeve različite gustine.
"Međutim, skretanje svjetlosti kroz difrakcijsku rešetku omogućava precizniju kontrolu lasera od skretanja u Zemljinoj atmosferi." Schr?del je objasnio da na svojstva rešetke utiču frekvencija i intenzitet zvučnih talasa.
U svojim eksperimentima, istraživači su koristili infracrvene laserske impulse s vršnom snagom od 20 GW - što je ekvivalentno oko 2 milijarde LED dioda, odnosno količini energije koja je potrebna da se 16,5 Droning automobila pošalje nazad u budućnost. Zbog svojih karakteristika snage, takvi laseri se, između ostalog, mogu koristiti za obradu materijala.
"U ovom rasponu snage, svojstva materijala ogledala, sočiva i prizmi uvelike ograničavaju njihovu upotrebu, a ova optika se u praksi lako ošteti jakim laserskim zrakama." Christoph Heyl, vođa projekta, također iz DESY-a i Helmholtz instituta, dodaje: "Osim toga, utiče i na kvalitet laserskog snopa. Nasuprot tome, uspjeli smo skrenuti laserski snop na način koji čuva kvalitet bez kontakta ."
Istraživači DESY su spomenuli da su za studiju bili neophodni ekstremni nivoi zvuka. Iako su se u početku ekstremni nivoi zvuka činili tehnički nedostižnim, na kraju su pronašli rješenje uz podršku istraživača sa Tehničkog univerziteta u Darmstadtu i kompanije Inoson. DESY tim je sada uspešno kombinovao tehnologiju sa običnim vazduhom kako bi proizveo relevantne aplikacije.
Sada je tim uspio da stvori sistem rešetki, ali vjeruju da će također koristiti druge plinove za primjenu na druge valne dužine ili za proizvodnju drugih optičkih svojstava, optičkih struktura - kao što su sočiva i valovodi. I, možda je čak moguće koristiti različite plinove za interakciju s različitim vrstama lasera.
"Potencijal za beskontaktnu kontrolu svjetlosti, i druge primjene za koje se može proširiti, trenutno je samo na nivou mašte", kaže Heyl, dodajući da je "moderna optika gotovo u potpunosti zasnovana na interakciji svjetlosti sa čvrstom materijom. Naš pristup otvara potpuno novi pravac."