Учени от Самарския университет, заедно с колеги от Руската академия на науките, са разработили нов метод за създаване на оптични елементи, които могат да бъдат използвани за подобряване на устройства за предаване на данни с лазерен лъч в атмосферата и биомедицински устройства. Резултатите от изследванията са публикувани в Optics Express.
Руските учени са разработили нов подход за конструиране на метаповърхности, въз основа на който е възможно да се създадат оптични елементи за устройства, които позволяват контролиране на поляризацията и фазата на електромагнитните вълни, както и да се създават светлинни полета с преди това неизследвани свойства, включително уникални лазерни лъчи.
„Разработихме оптичен елемент, базиран на метаповърхност и демонстрираме неговата ефективна работа: едновременното формиране и фокусиране на специален лазерен лъч с вихрова поляризационна структура. Във фокуса на такъв лъч светлинната енергия частично се разпространява към източника, което е невъзможно при фокусиране на класически лазерни лъчи “, коментира авторът на изследването, доцент от катедрата по техническа кибернетика в Самарския университет Дмитрий Савелиев.
Ученият отбеляза също, че метаповърхностите от по-висок порядък осигуряват голям общ обмен на енергия. Тоест лазерните лъчи, образувани от поляризиращи елементи, са устойчиви на смущения, произтичащи от предаването на информация в различни турбулентни среди, например в земната атмосфера.
Ученият обясни, че реализираните метаповърхности позволяват създаването на нови видове оптични капани. Те работят като прахосмукачка: обратният поток на енергия в близост до оптичната ос принуждава частиците да се движат към източника.
Освен това, според експерти, чрез комбиниране на поляризатор с фокусиращ елемент в един елемент е възможно да се създаде голям обратен поток на енергия близо до оптичната ос. Това ще помогне за подобряване на оптичните пинсети, лазерно рязане и гравиране в биологията, медицината и боравенето с материали и намаляване на броя на оптичните елементи в устройствата.
„Поляризационният контрол позволява създаването на светлинни полета с нови свойства. Чрез промяна на структурата на лазерния лъч можете да промените естеството на удара върху обекта, а това е много важно за лазерно рязане и гравиране при обработката на материали “, каза Дмитрий Савелиев.