هدایت لیزرها به مقاصد مورد نظر، بخش کلیدی سیستمهای اپتیک است و اکنون مهندسان مرکز تحقیقات فیزیک ذرات آلمان (DESY ) راهی برای خم کردن پرتو لیزر بدون تماس با آنها ایجاد کردهاند.
به گزارش تکناک، در این روش نور با استفاده از یک توری نامرئی ساخته شده از هوا که توسط آکوستیک شکل گرفته است منحرف می شود.
در سیستمهای اپتیک، لیزرها معمولاً با استفاده از عدسیها و آینهها هدایت میشوند، اما در انرژیهای بالا، مانند انرژیهایی که برای پردازش مواد، شتابدهندههای ذرات یا تحقیقات انرژی همجوشی استفاده میشوند، ممکن است این اجزای ظریف اغلب نیاز به تعویض داشته باشند.
کریستوف هیل، محقق ارشد پروژه جدید گفت: در این محدوده قدرت، خواص مواد آینهها، عدسیها و منشورها بهطور قابل توجهی استفاده از آنها را محدود میکند و چنین عناصر نوری در عمل به راحتی توسط پرتوهای لیزر قوی آسیب میبینند. علاوه بر این، کیفیت پرتو لیزر با این روش آسیب می بیند. در مقابل، ما موفق شدهایم پرتوهای لیزر را به روشی با حفظ کیفیت و بدون تماس منحرف کنیم.
جایگزین تیم DESY برای خم کردن پرتو لیزر استفاده از هوای تراشیده شده توسط آکوستیک است. امواج صوتی اساساً فقط تغییراتی در فشار هوا هستند، بنابراین چنانچه صدا را به اندازه کافی بالا ببرید می توانید امواج صوتی را به اندازه کافی قدرتمند برای معلق کردن اجسام ایجاد کنید یا در این مورد، می توانید خود نور را دستکاری کنید.
محققان از یک جفت بلندگوی فراصوت روبهروی یکدیگر استفاده کردند که حفرههایی از هوا با چگالی بیشتر یا کمتر تولید میکردند و یک الگوی توری راه راه را تشکیل میدادند. هنگامی که یک لیزر مادون قرمز از طریق این توری تابش می شود، نور با بازده بیش از 50٪ منحرف می شود. این تیم تحقیقاتی میگوید که کارایی بالاتر باید با کار بیشتر امکان پذیر باشد.
این آزمایشها شامل تجهیزات کاملاً قدرتمندی بود. لیزر دارای توانی معادل 20 گیگاوات داشت و بلندگوها نیاز به بلندی صدای معادل 140 دسیبل داشتند که تقریباً به اندازه صدای یک موتور جت از فاصله چند متری است. خوشبختانه این امواج فراصوت هستند و توسط گوش انسان قابل تشخیص نیست.
این تیم میگوید که این تکنیک میتواند بهعنوان یک سوئیچ سریع برای لیزرها مفید باشد و کار تحقیقاتی آینده میتواند با تشکیل اشکال دیگری به غیر از توریها، عدسیها و موجبرها، را آزمایش کند. همچنین به هوای معمولی محدود نمی شوند.
هیل گفت: در ابتدا، ما تکنیک خود را با هوای معمولی امتحان کردیم. به عنوان مثال، در مرحله بعد، از گازهای دیگر نیز استفاده خواهیم کرد تا به طول موجها و سایر خواص نوری و هندسهها دست پیدا کنیم.
این تحقیق در مجله Nature Photonics منتشر شد.
