רעיון חדש של אפנון אופטי

רעיון חדש שלאפנון אופטי

האור שולט באור

לאחרונה פרסם צוות חוקרים מארצות הברית ומקנדה מחקר חדשני שהודיע ​​כי הוכיחו בהצלחה שקרן לייזר יכולה לייצר צללים כמו עצם מוצק בתנאים מסוימים. מחקר זה מאתגר את ההבנה של מושגי הצללים המסורתיים ופותח אפשרויות חדשות לטכנולוגיית בקרת לייזר. העבודה, שכותרתה "צל של קרן לייזר", פורסמה בכתב העת היוקרתי Optica. באופן מסורתי, צללים נוצרים בדרך כלל על ידי עצמים אטומים החוסמים את מקור האור, ואור יכול בדרך כלל לעבור דרך אלומות אחרות ללא מכשולים, מבלי להפריע זה לזה. עם זאת, מדענים מצאו כי בתנאים מסוימים, קרן הלייזר עצמה יכולה לפעול כ"עצם מוצק", לחסום קרן אור נוספת ובכך להטיל צל בחלל. תופעה זו היא הודות להכנסת תהליך אופטי לא ליניארי המאפשר לקרן אור אחת לקיים אינטראקציה עם אחרת באמצעות התלות בעוצמת החומר, ובכך להשפיע על נתיב ההתפשטות שלו וליצור אפקט צל. בניסוי, החוקרים השתמשו בקרן לייזר ירוקה בעלת עוצמה גבוהה כדי לעבור דרך גביש אודם תוך שהיא מאירה קרן לייזר כחולה מהצד. כשהירוקלייזרנכנס לאודם, הוא משנה באופן מקומי את תגובת החומר לאור כחול, מה שגורם לקרן הלייזר הירוקה לפעול כמו חפץ מוצק, החוסם את האור הכחול. אינטראקציה זו גורמת לאזור כהה באור הכחול, אזור הצל של קרן הלייזר הירוקה.

אפקט "צל לייזר" זה הוא תוצאה של ספיגה לא ליניארית בתוך גביש האודם. באופן ספציפי, הלייזר הירוק משפר את הקליטה האופטית של אור כחול, יוצר אזור של בהירות נמוכה יותר בתוך האזור המואר, ויוצר צל גלוי. לא רק ניתן לצפות בצל זה ישירות בעין בלתי מזוינת, אלא גם צורתו ומיקומו יכולים להתאים למיקום ולצורה של קרן הלייזר, ולעמוד בכל התנאים של הצל המסורתי. צוות המחקר ערך מחקר מעמיק על תופעה זו ומדד את ניגודיות הצללים, מה שהראה שהניגודיות המקסימלית של הצללים הגיעה לכ-22%, בדומה לניגודיות הצללים שמטילים עצים בשמש. על ידי ביסוס מודל תיאורטי, החוקרים אימתו שהמודל יכול לחזות במדויק את השינוי של ניגודיות הצללים, מה שמניח בסיס ליישום נוסף של הטכנולוגיה. מנקודת מבט טכנית, לגילוי הזה יש יישומים פוטנציאליים. על ידי שליטה בעוצמת השידור של קרן לייזר אחת לאחרת, ניתן ליישם טכנולוגיה זו על מיתוג אופטי, בקרת אור מדויקת והספק גבוהשידור לייזר(שידור אופטי). מחקר זה מספק כיוון חדש לחקר האינטראקציה בין אור לאור, וצפוי לקדם את המשך הפיתוח שלטכנולוגיה אופטית.