Вот как сделать волокно

Специально адаптированные лазерные лучи могут создать в воздухе канал, по которому может эффективно распространяться свет, создавая что-то вроде оптоволоконного кабеля, сделанного из воздуха.

Михаил Руденко/iStock/Getty Images Plus

Джеймс Р. Риордон

9 января 2023 г., 7:00

Трубчатые лазерные лучи могут создавать то же самое, что оптоволоконные кабели, состоящие из тонкого воздуха, сообщают исследователи в исследовании, опубликованном в Physical Review X.

Нагретый лазером воздух может эффективно передавать световые сигналы без необходимости прокладки оптоволоконных кабелей. Эти «волноводы» воздушного базирования могут также обеспечить пути для лазеров сверхвысокой энергии, которые сами по себе плохо распространяются в воздухе, основываясь на более ранних разработках, которые рекламировались как путь к лазерному лучевому оружию (SN: 3/5/ 14).

По словам физика Говарда Милчберга из Университета Мэриленда в Колледж-Парке, последние эксперименты превзошли предыдущие попытки его команды по созданию волновода более чем в 60 раз, увеличив длину волновода почти до 50 метров.

Исследователи запустили лазер в «режиме пончика», где луч имеет выдолбленную сердцевину по всей длине, напоминающую стопку светящихся пончиков. Луч создает горячий трубчатый слой воздуха, обернутый вокруг более холодного и плотного воздуха. Это создает нечто похожее на волоконно-оптический кабель, сделанный из воздуха: вместо прозрачной сердцевины, покрытой пластиковой оболочкой, которая пропускает свет в обычной волоконной оптике, плотный воздух действует как сердцевина, а горячий воздух вокруг него служит оболочкой.

Увеличение длины волновода до километров, по словам Мильхберга, в первую очередь связано с увеличением мощности лазера в кольцевом режиме. «Единственная проблема в том, что у нас нет километра», чтобы безопасно запустить лазер на такое расстояние, — говорит он. Возможно, потребуется заключить сделку с одной из национальных лабораторий США, чтобы найти место для проведения более длительной версии эксперимента.

Несмотря на потенциальное военное применение, Мильхберг говорит, что он и его команда больше сосредоточены на научных целях, таких как расширение диапазона систем, которые раскрывают химический состав материалов, обстреливая их лазерами и измеряя излучаемый ими свет. Волноводы воздушного базирования могут отправлять излучаемый свет обратно в удаленные системы вместо необходимости подходить близко для анализа образца.

Вопросы или комментарии к этой статье? Пишите нам по адресу [email protected] | Перепечатки: часто задаваемые вопросы

Версия этой статьи опубликована в выпуске журнала Science News от 11 февраля 2023 года.

А. Гоффин и др. Оптическое наведение в воздушных волноводах диаметром 50 метров. Physical Review X, в печати, 2022 г.

Джеймс Риордон — научный писатель-фрилансер и соавтор книги «Частица-призрак: в поисках неуловимого и загадочного нейтрино».

Наша миссия — предоставлять общественности точные и интересные новости науки. Эта миссия никогда не была более важной, чем сегодня.

Как некоммерческая новостная организация, мы не можем обойтись без вас.

Ваша поддержка позволяет нам сохранить наш контент бесплатным и доступным для следующего поколения ученых и инженеров. Инвестируйте в качественную научную журналистику, делая пожертвования сегодня.