För första gången har forskare framgångsrikt använt luft för att avleda en laser!

Nyligen meddelade forskare vid German Electron Synchrotron (DESY) Research Center att de nu kan avleda laserstrålar genom att använda ett osynligt gittersystem tillverkat av luft. Det optiska systemet beskrivs som tillverkat av ultraljud och kommer inte att skadas av lasern (det är trots allt bara luft), och det kommer inte heller att försämra strålens kvalitet.
Teamet har ansökt om patent för denna nya metod, och en relaterad artikel publicerades i tidskriften Nature Photonics. Det involverar användningen av en speciell högtalare, som möjliggör skapandet av luftmönster med olika densiteter. Medan massan förblir konstant är enheten för närvarande bara 50 procent effektiv, men teamet tror att dessa aspekter kan utvecklas ytterligare i framtiden.
Yannick Schr?del, den första författaren till ovannämnda forskningsartikel och doktorand vid DESY och Helmholtz-institutet i Jena, sa i ett uttalande att de har producerat ett optiskt gitter baserat på akustiska densitetsvågor.
Den innovativa tekniken använder ljudvågor på 140 decibel (motsvarande ljudnivån för en jetmotor några meter bort), men i ultraljudsområdet så att de inte är hörbara för det mänskliga örat. Dessa ljudvågor bildar lager med varierande densitet. Verket inspirerades av hur ljus böjs av jordens atmosfär när det passerar genom lager med olika tätheter.
"Men att avleda ljus genom ett diffraktionsgitter möjliggör mer exakt kontroll av lasern än avböjning i jordens atmosfär." Schr?del förklarade att gallrets egenskaper påverkas av ljudvågornas frekvens och intensitet.
I sina experiment använde forskarna infraröda laserpulser med en toppeffekt på 20 GW – vilket motsvarar cirka 2 miljarder lysdioder, eller den mängd energi som behövs för att skicka 16,5 Droning-bilar tillbaka in i framtiden. På grund av sina kraftegenskaper kan sådana lasrar bland annat användas för att bearbeta material.
"I detta effektområde begränsar materialegenskaperna hos speglar, linser och prismor mycket deras användning, och denna optik skadas lätt i praktiken av starka laserstrålar." Christoph Heyl, projektledare, även han från DESY och Helmholtz-institutet, tillägger: "Dessutom påverkas kvaliteten på laserstrålen. Däremot har vi lyckats avleda laserstrålen på ett sätt som bevarar kvaliteten utan kontakt ."
DESY-forskarna nämnde att extrema ljudnivåer var nödvändiga för studien. Även om extrema ljudnivåer från början verkade tekniskt ouppnåeliga, hittade de så småningom en lösning med stöd av forskarna vid Darmstadts tekniska universitet och företaget Inoson. DESY-teamet har nu framgångsrikt kombinerat tekniken med vanlig luft för att producera relevanta applikationer.
Nu har teamet kunnat skapa ett gittersystem, men de tror att de också kommer att använda andra gaser för att applicera på andra våglängder, eller för att producera andra optiska egenskaper, optiska strukturer – som linser och vågledare. Och det kan till och med vara möjligt att använda olika gaser för att interagera med olika typer av lasrar.
"Möjligheten för beröringsfri kontroll av ljus, och de andra applikationerna för vilka det kan utökas, är för närvarande bara på fantasins nivå", säger Heyl och tillägger att "modern optik är nästan helt baserad på ljusets interaktion. med fast materia. Vårt tillvägagångssätt öppnar en helt ny riktning."