|  | 3 августа 2013 | Новости науки и техники

Ученые научились управлять светом случайного лазера

Свет случайного лазера


Случайные лазеры - это крошечные структуры, которые излучают когерентный свет в совершенно случайных направлениях. Группа ученых из Венского Технологического университета продемонстрировала, что, несмотря на хаотичность и случайность природы таких лазеров, их излучением можно управлять с весьма высокой точностью. Форма света, излучаемая случайным лазером, в каждом из случаев уникальна, как уникален отпечаток пальца каждого человека, что дает возможность рассматривать такой лазер в качестве нового типа экзотического источника света. А возможность управления излучением таких лазеров позволит в будущем использовать уникальные характеристики их света в практических целях, в научном оборудовании, в промышленных и медицинских целях.

В обычном лазере свет двигается внутри лазера, отражаясь от параллельных зеркал. Во время движения света происходит его усиление атомами вещества тела лазера и формируется луч монохроматического и когерентного света, выходящий наружу через одно из зеркал, которое является полупрозрачным.

Любому лазеру для того, чтобы он смог усиливать свет, требуется подвод внешней энергии, которая в большинстве случаев прибывает от внешнего источника света. Это называется оптической накачкой лазера. В качестве накачки используется некогерентный свет с длиной волны, отличной от длины волны света, излучаемого лазером. Лазер преобразует поступающий свет и излучает его в одном направлении, а случайный лазер излучает этот свет в случайном направлении или сразу в нескольких направлениях.

"Случайные лазеры работают безо всяких зеркал" - рассказывает Штефан Роттер (Stefan Rotter), профессор из Института теоретической физики Венского Технологического университета, - "Случайные лазеры состоят из гранул специального оптического материала, проходя сквозь которые свет движется по сложным траекториям и рассеивается в случайных направлениях. Направления, в которых выходит усиленный свет, зависят от случайной структуры, от случайного взаимного расположения гранул материала лазера".

Управление случайным лазером


"Единственный путь, который можно использовать для управления светом случайного лазера - это управление его накачкой" - рассказывает профессор Роттер, - "Нашим решением является выборочная и последовательная накачка различных частей случайного лазера, что в некоторых случаях позволяет получить луч лазерного света, выходящий строго в определенном направлении".

Для того, чтобы рассчитать последовательность "правильной" накачки случайного лазера, ученые прибегли к сложному компьютерному моделированию. "Мы начинаем производить моделирование случайных хаотичных образов накачки и вычисляем вид результирующего лазерного излучения. Затем, используя эти данные, мы может весьма точно рассчитать процедуру накачки случайного лазера таким образом, чтобы его луч исходил в строго заданном направлении".

Поскольку все экземпляры случайных лазеров отличаются друг от друга, то такая процедура оптимизации должна быть проведена для каждого лазера в отдельности. Но когда она проведена все случайные лазеры становятся подобными друг другу и ими можно управлять, используя единые унифицированные алгоритмы.

Научная команда профессора Штефана Роттера сейчас работает совместно с учеными из Парижа, которые занимаются изготовлением случайных лазеров. Совместными усилиями они планирую проверить на практике разработанную ими способность управлять светом случайных лазеров. Если им удастся заставить случайные лазеры "забыть" свою хаотичную природу на практике, то это станет главным шагом к началу применения этих новых экзотических источников света, которые позволят реализовать технологии, являющиеся сейчас чем-то из области научной фантастики.




Ключевые слова:
Случайный, Лазер, Свет, Когерентный, Источник, Излучение, Направление, Управление, Накачка

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Органические лазеры могут стать основой цветных дисплеев и проекторов новог ...
  • Создан первый "жидкий" нанолазер, способный менять длину волны излучаемог ...
  • Использование кристаллов алмаза позволило создать универсальные перестраива ...
  • Созданы поляритонные лазеры нового типа, демонстрирующие высочайшую эффекти ...
  • Создан первый в мире лазер, основой которого является свободное газообразно ...




  • Информация

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