Teadlased leiutasid valgust neelava seadme — antilaseri

[alter]

50 aastat pärast laseri leiutamist, mis tõi endaga kaasa kõikvõimalikke rakendusi kaupluse sildiskannereist muusikaplaatideni, on teadlased välja mõelnud selle vastandi — antilaseri.

Pole tõenäoline, et antilaser hakkab maailma vallutama sarnaselt oma populaarsemale sugulasele. Siiski võib sellest kunagi kasu olla, näiteks uut tüüpi optilistes arvutuslülitustes, vahendab Science News.

Keegi pole antilaseri konstrueerimisest seni veel teatanud, ent seadme teoreetilise kirjelduse avaldas ajakiri Physical Review Letters.

“On mõnevõrra üllatav, et me oleme lasereid juba umbes pool sajandit kasutanud, ent alles nüüd märkas keegi midagi nii fundamentaalset,” tunnistab Massachusettsi tehnoloogiainstituudi füüsik Marin Soljačić, kes ise uurimustööga seotud ei olnud.

Laserile sarnaselt valguse koherentseteks impulssideks võimendamise asemel neelab antilaser sellesse suunatud valguskiiri. Seadet saab reguleerida mõjuma valguse konkreetsetele lainepikkustele, mis võimaldab teadlastel valguse neeldumise protsessi alustada ja lõpetada nuppu keerates.

“Kiirte faaside väike timmimine muudab valguse ühe kitsa lainepikkuse ulatuses nagu nõiaväel mustaks,” kirjeldab uurimisrühma liige, Yale’i ülikooli füüsik A. Douglas Stone. “See on hämmastav trikk.”

Stone ja kolleegid tulid antilaseri peale selle üle juureldes, mis juhtuks siis, kui asendada laseri sisemuses olev footoneid peegeldav aines — võimenduskeskkond — materjaliga, mis valgust neelab. Õiges konfiguratsioonis imab neelav materjal endasse suurema osa sellesse läkitatud footoneid, samas kui ülejäänud valguslained tühistavad üksteist vastastikku ise interferentsiga.

Milano polütehnilise instituudi füüsik Stefano Longhi nimetas antud kontseptsiooni väga nutikaks ja lihtsaks.

Yale’i töörühm nimetab seadeldist “koherentseks ideaalseks neelajaks” (ingl coherent perfect absorber). Veel üks nimetus on “aegpööratud laser”, sest see töötab nagu tagurpidi tööle pandud laser, milles kasutatakse võimendava keskkonna asemel neelavat, selgitab Yale’i doktor Yidong Chong.

Ehkki antilaseri neelamistegur on maksimaalne, neelab see vaid valguse üksikuid kitsaid lainepikkuseid, mistõttu seda ei saa kasutada taolistes rakendustes nagu päikesepatareid, mis võtavad vastu laia lainepikkuste spektrit. (Muud, spetsiaalselt konstrueeritud nn metamaterjalid saavad hakkama ka sellise neelamistööga.) Kuna antilaseri lülitamiseks neelavalt režiimilt mitteneelavale pole vaja muud kui muuta sisendvalguse lainepikkust, võib see osutuda kasulikuks optilistes lülitustes — näiteks tulevikuarvutite trükkplaatidel, milles elektronide asemel rakendatakse valgust.

Eksperimentaalfüüsik Hui Cao juhtimisel püüab teine rühm Yale’i uurijaid nüüd antilaserit ehitada. Stone’i sõnul on senised edusammud paljutõotavad.

http://forte.delfi.ee/news/teadus/teadlased-leiutasid-valgust-neelava-seadmenbsp-antilaseri.d?id=32479161&l=fplead