Ученые-физики создали первый в мире анти-лазер.

Структура Coherent Perfect Absorber


Что такое лазер? Лазер представляет собой некое устройство, с высокой эффективностью преобразующее подводимую энергию в энергию монохромного и когерентного светового излучения. Так а что же такое анти-лазер? Логично предположить, что это устройство, выполняющее обратную функцию, т.е. поглощающее световое излучение с высокой эффективностью. Именно такой полностью работоспособный анти-лазер создали ученые-физики Йельского университета. Их устройство способно высокоэффективно поглотить два луча падающего света, которые смешиваясь в "недрах" анти-лазера, полностью уравновешивают и подавляют друг друга. Предполагается, что это устройство может проложить путь появлению совершенно новых и необычных оптических технологий, которые найдут применение во многих областях, от оптических квантовых вычислений до радиологического контроля.

Анти-лазер, имеющий научное название Coherent Perfect Absorber (CPA), является детищем группы ученых, возглавляемых профессором физики Йельского университета Дугласом Стоуном (A. Douglas Stone), и группы физиков-экспериментаторов, возглавляемых Хьюи Као (Hui Cao).

Coherent Perfect Absorber


Принцип работы анти-лазера заключается в том, что два луча когерентного света определенной длины волны попадают в некую полость, содержащую кремниевую пластину, выступающую в качестве поглотительной среды. Эта пластина отражает падающий свет таким образом, что фотоны света становятся пойманными в ловушку и, беспорядочно перемещаясь внутри полости, они поглощаются и преобразуются в тепло.

В теории новый анти-лазер способен поглотить 99.999 процентов падающего света, однако, из-за технологических ограничений и погрешностей, допущенных при изготовлении, опытный образец CPA способен поглотить всего 99.4 процента падающего света. "CPA, который мы изготовили, является всего лишь устройством, доказывающим верность нашей теории и принципов" - объясняет Стоун. - "Я уверен, что изготавливая новый, более сложный CPA, мы вплотную приблизимся к теоретическому пределу".

Первый опытный CPA имеет размер около одного сантиметра. Но построенные компьютерные модели показали, что возможно создание совсем крошечных анти-лазеров, размером около 6 микрон, что в двадцать раз меньше толщины человеческого волоса. Помимо этого будущие анти-лазеры будут в состоянии помимо света видимого диапазона эффективно поглощать инфракрасный свет того диапазона, который широко используется в различном коммуникационном оптоволоконном оборудовании.

Функциональная схема CPA


Такие CPA могут стать ключевыми элементами, своего рода оптическими переключателями и оптическими транзисторами, на основе которых будут создаваться квантовые и оптические компьютеры, датчики и другие компоненты, в которых свет будет выполнять ту же роль, что и электричество в современных электронных устройствах. Еще одной областью применения CPA может стать область радиологических измерений и контроля, в которой анти-лазеры будут играть роль высокочувствительных датчиков, регистрирующих любое электромагнитное или ионизирующее излучение.




Ключевые слова:
Лазер, Свет, Энергия, Излучение, Поглощение, Coherent Perfect Absorber, CPA, Датчик, Квантовый, Оптический, Компьютер, Коммуникации

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым удалось создать микроволновый лазер нового типа
  • Создан лазер нового типа, работа которого основана на использовании весьма ...
  • Ученые создали новый поляритонный лазер, потребляющий в 250 раз меньше энер ...
  • Созданы поляритонные лазеры нового типа, демонстрирующие высочайшую эффекти ...
  • Материал, который "чернее черного", может стать будущим солнечной энергет ...




  • 19 февраля 2011 08:28
    #1 Написал: Astronaut

    Публикаций: 2238
    Комментариев: 142
    Странно, я считал, что поглотители с высоким коэффициентом поглощения есть уже давно, те же "абсолютно черные тела".
        
    19 февраля 2011 09:29
    #2 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Astronaut, тут речь идет о поглощении именно лазерного излучения, причем расчетный размер устройства 6 микрон, думаю обычное черное тело сгорит.
    два луча падающего света, которые смешиваясь в "недрах" анти-лазера, полностью уравновешивают и подавляют друг друга
    на первой картинке видно типа преобразования встречных лучей в другой тип волн в пластине, где они, видимо, и схлопываются, а тепло полюбому будет как от прохождения волн, так и от погрешности их преобразования.
        
    6 апреля 2011 22:28
    #3 Написал: gerz

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Интересное открытие, посмотреть бы на его практическое применение.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.