Ny idé omoptisk modulering
Ljus styr ljuset
Nyligen publicerade ett team av forskare från USA och Kanada en innovativ studie som tillkännagav att de framgångsrikt visade att en laserstråle kan producera skuggor som ett fast föremål under vissa förhållanden. Denna forskning utmanar förståelsen av traditionella skuggkoncept och öppnar nya möjligheter för laserstyrningsteknik. Verket, med titeln "Shadow of a laser beam", publicerades i den prestigefyllda tidskriften Optica. Traditionellt skapas skuggor vanligtvis av ogenomskinliga föremål som blockerar ljuskällan, och ljus kan vanligtvis passera genom andra strålar utan hinder, utan att störa varandra. Forskare har dock funnit att under vissa förhållanden kan laserstrålen själv fungera som ett "fast föremål", blockera en annan ljusstråle och därmed kasta en skugga i rymden. Detta fenomen är tack vare introduktionen av en icke-linjär optisk process som tillåter en ljusstråle att interagera med en annan genom materialets intensitetsberoende, vilket påverkar dess utbredningsväg och skapar en skuggeffekt. I experimentet använde forskarna en kraftig grön laserstråle för att passera genom en rubinkristall medan de lyste en blå laserstråle från sidan. När den grönalaserkommer in i rubinen ändrar den lokalt materialets respons på blått ljus, vilket gör att den gröna laserstrålen fungerar som ett fast föremål och blockerar det blå ljuset. Denna interaktion orsakar ett mörkt område i det blå ljuset, skuggområdet för den gröna laserstrålen.
Denna "laserskuggeffekt" är resultatet av olinjär absorption i rubinkristallen. Specifikt förbättrar den gröna lasern den optiska absorptionen av blått ljus, vilket skapar ett område med lägre ljusstyrka inom det upplysta området, vilket skapar en synlig skugga. Denna skugga kan inte bara observeras direkt med blotta ögat, utan också dess form och position kan överensstämma med laserstrålens position och form, och uppfyller alla villkor för den traditionella skuggan. Forskargruppen genomförde en fördjupad studie av detta fenomen och mätte skuggornas kontrast, vilket visade att skuggornas maximala kontrast nådde cirka 22 %, liknande kontrasten i skuggorna som kastas av träd i solen. Genom att etablera en teoretisk modell verifierade forskarna att modellen exakt kan förutsäga förändringen av skuggkontrasten, vilket lägger en grund för vidare tillämpning av tekniken. Ur teknisk synvinkel har denna upptäckt potentiella tillämpningar. Genom att styra överföringsintensiteten för en laserstråle till en annan, kan denna teknik tillämpas på optisk omkoppling, precisionsljuskontroll och hög effektlaseröverföring(optisk överföring). Denna forskning ger en ny riktning för att utforska samspelet mellan ljus och ljus, och förväntas främja den fortsatta utvecklingen avoptisk teknik.
Posttid: Dec-02-2024