Vedci z univerzity Samara spolu s kolegami z Ruskej akadémie vied vyvinuli novú metódu na vytváranie optických prvkov, ktoré možno použiť na zlepšenie zariadení na prenos údajov laserovým lúčom v atmosfére a biomedicínskych zariadení. Výsledky výskumu sú publikované v Optics Express.
Ruskí vedci vyvinuli nový prístup k budovaniu metasurfaces, na základe ktorého je možné vytvárať optické prvky pre zariadenia, ktoré umožňujú riadenie polarizácie a fázy elektromagnetických vĺn, ako aj vytvárať svetelné polia s predtým nepreskúmanými vlastnosťami, vrátane jedinečných laserových lúčov.
„Vyvinuli sme optický prvok založený na metasurface a preukázali sme jeho efektívnu činnosť: súčasné vytváranie a zaostrovanie špeciálneho laserového lúča s vírivou polarizačnou štruktúrou. V ohnisku takéhoto lúča sa svetelná energia čiastočne šíri smerom k zdroju, čo je nemožné pri zaostrovaní klasických laserových lúčov, “komentoval autor štúdie, docent Katedry technickej kybernetiky na Samarskej univerzite Dmitrij Savelyev.
Vedec tiež poznamenal, že metasurfaces vyššieho rádu poskytujú veľký celkový spätný tok energie. To znamená, že laserové lúče tvorené polarizačnými prvkami sú odolné proti rušeniu vznikajúcemu pri prenose informácií v rôznych turbulentných médiách, napríklad v zemskej atmosfére.
Vedec vysvetlil, že realizované metasurfaces umožňujú vytváranie nových typov optických pascí. Pracujú ako vysávač: spätný tok energie v blízkosti optickej osi núti častice, aby sa pohybovali smerom k zdroju.
Okrem toho je podľa odborníkov možné kombináciou polarizátora so zaostrovacím prvkom v jednom prvku vytvoriť veľký spätný tok energie v blízkosti optickej osi. Pomôže to zlepšiť optické pinzety, rezanie laserom a gravírovanie v biológii, medicíne a manipulácii s materiálom a zníži sa počet optických prvkov v zariadeniach.
„Ovládanie polarizácie umožňuje vytváranie svetelných polí s novými vlastnosťami. Zmenou štruktúry laserového lúča môžete zmeniť povahu dopadu na objekt, čo je veľmi dôležité pre rezanie laserom a gravírovanie pri spracovaní materiálov, “uviedol Dmitrij Saveliev.