Samaran yliopiston tutkijat ovat yhdessä Venäjän tiedeakatemian kollegoiden kanssa kehittäneet uuden menetelmän optisten elementtien luomiseksi, joita voidaan käyttää parantamaan laitteita, jotka lähettävät tietoa lasersäteen avulla ilmakehään, ja lääketieteellisiä laitteita. Tutkimustulokset julkaistaan Optics Express -lehdessä.
Venäläiset tutkijat ovat kehittäneet uuden lähestymistavan metasurfaceiden rakentamiseen, jonka perusteella on mahdollista luoda optisia elementtejä laitteille, jotka mahdollistavat sähkömagneettisten aaltojen polarisaation ja vaiheen hallinnan, sekä luoda valokenttiä, joilla on aiemmin tutkimaton ominaisuus, mukaan lukien ainutlaatuiset lasersäteet.
”Olemme kehittäneet metasurfaceen perustuvan optisen elementin ja osoittaneet sen tehokkaan toiminnan: vortex-polarisaatiorakenteella varustetun erikoislaserin samanaikainen muodostaminen ja fokusointi. Tällaisen säteen keskittyessä valoenergia leviää osittain kohti lähdettä, mikä on mahdotonta, kun tarkennetaan klassisia lasersäteitä”, kommentoi tutkimuksen kirjoittaja, Samaran yliopiston teknisen kybernetiikan laitoksen apulaisprofessori Dmitri Savelyev.
Tiedemies huomautti myös, että korkeamman asteen metasurpinnat tarjoavat suuren kokonaisenergian vastavirtauksen. Toisin sanoen polarisoivien elementtien muodostamat lasersäteet ovat kestäviä häiriöille, jotka johtuvat tiedon siirrosta erilaisissa turbulenteissa välineissä, esimerkiksi maan ilmakehässä.
Tutkija selitti, että toteutetut metan pinnat mahdollistavat uuden tyyppisten optisten ansojen luomisen. Ne toimivat kuin pölynimuri: taaksepäin suuntautuva energian virtaus lähellä optista akselia pakottaa hiukkaset liikkumaan kohti lähdettä.
Lisäksi, asiantuntijoiden mukaan, yhdistämällä polarisaattori fokusointielementtiin yhdessä elementissä, on mahdollista luoda suuri energian virtaus lähellä optista akselia. Tämä auttaa parantamaan optisia pinsettejä, laserleikkausta ja kaiverrusta biologiassa, lääketieteessä ja materiaalinkäsittelyssä ja vähentämään laitteiden optisten elementtien määrää.
“Polarisaation hallinta mahdollistaa uusien ominaisuuksien mukaisten valokenttien luomisen. Lasersäteen rakennetta muuttamalla voit muuttaa esineeseen kohdistuvien vaikutusten luonnetta, ja tämä on erittäin tärkeää laserleikkauksessa ja kaiverruksessa materiaalien käsittelyssä”, sanoi Dmitry Saveliev.