Лазерні промені вдалося перенаправити за допомогою звуку — без використання лінз і дзеркал. Інженери замінили ці звичні для лазерних установок елементи повітряною решіткою, яка складається з областей різного тиску, створеними акустичними хвилями. У майбутньому їхній підхід може замінити оптичні компоненти, які часто пошкоджуються під час роботи лазера, повідомляє видання New Atlas. Стаття вчених опублікована у Nature Photonics.
Ілюстрація роботи установки, де зверху і знизу знаходяться джерела звуку, а між ними, крізь область-решітку з різним тиском, проходить лазерний промінь. DESY
Чому вирішили випробувати звук?
Сьогодні лазери використовується у великій кількості галузей від медицини до досліджень термоядерної енергії. Утім, швидкий прогрес у лазерних технологіях призвів до того, що традиційні схеми керування лазерними імпульсами наштовхнулися на значні обмеження. Зокрема дзеркала та інші твердотілі компоненти, якими перенаправляють на установках лазерне світло потрібним шляхом, пошкоджуються самі та погіршують якість лазерного променя. Одним із варіантів уникнути цих обмежень є розробка, наприклад, нових покриттів для оптичних елементів у лазерних установках, однак, дослідники німецького дослідницького центру DESY знайшли спосіб взагалі обійтися без лінз і дзеркал.
Як замінили лінзи й дзеркала?
Два обернені один до одного ультразвукові динаміки, які використали науковці, створювали ультразвукове поле, де внаслідок взаємодії хвиль утворювалися області з різним тиском. Разом ці області утворювали з повітря решітку, у яку дослідники і направляли лазерний промінь. Залежно від налаштувань решітки, які можна змінити, змінюючи частоту звуку, науковці могли по-різному відбивати лазерні імпульси. Їм вдалося перенаправити понад 50 відсотків потужності лазерного променя.
Як зазначають вчені, вони використовували потужний лазер із піковою потужністю у 20 гігаватів, який використовується для обробки матеріалів та часто пошкоджує оптичні елементи традиційних установок. Тому, якщо вченим вдасться покращити показники своєї системи, нею можна замінити лінзи і дзеркала та полегшити використання лазерних технологій.
- Такий же підхід, з використанням звуку, допоміг іншим науковцям збирати складні багатоелементні конструкції в повітрі. Вони змусили у повітрі левітувати клей, пластик і дерев'яні друзки, з яких зібрали будиночок.