Vědci z univerzity Samara společně s kolegy z Ruské akademie věd vyvinuli novou metodu pro vytváření optických prvků, které lze použít ke zlepšení zařízení pro přenos dat laserovým paprskem v atmosféře a biomedicínských zařízení. Výsledky výzkumu jsou publikovány v Optics Express.
Ruští vědci vyvinuli nový přístup ke konstrukci metasurfaces, na jehož základě je možné vytvářet optické prvky pro zařízení, která umožňují řízení polarizace a fáze elektromagnetických vln, a také vytvářet světelná pole s dříve neprozkoumanými vlastnostmi, včetně jedinečných laserových paprsků.
„Vyvinuli jsme optický prvek založený na metasurface a demonstrovali jsme jeho efektivní provoz: současné vytváření a zaostřování speciálního laserového paprsku s vírovou polarizační strukturou. V ohnisku takového paprsku se světelná energie částečně šíří směrem ke zdroji, což je nemožné při zaostřování klasických laserových paprsků, “komentoval autor studie, docent katedry technické kybernetiky na Samarské univerzitě Dmitrij Savelyev.
Vědec také poznamenal, že metasurface vyššího řádu poskytují velký celkový zpětný tok energie. To znamená, že laserové paprsky tvořené polarizačními prvky jsou odolné vůči rušení vznikajícímu při přenosu informací v různých turbulentních médiích, například v zemské atmosféře.
Vědec vysvětlil, že realizovaná metasurfaces umožňují vytvářet nové typy optických pastí. Pracují jako vysavač: zpětný tok energie v blízkosti optické osy nutí částice, aby se pohybovaly směrem ke zdroji.
Navíc podle odborníků je kombinací polarizátoru a zaostřovacího prvku v jednom prvku možné vytvořit velký zpětný tok energie v blízkosti optické osy. Pomůže to zlepšit optické pinzety, laserové řezání a gravírování v biologii, medicíně a manipulaci s materiálem a sníží se počet optických prvků v zařízeních.
„Řízení polarizace umožňuje vytváření světelných polí s novými vlastnostmi. Změnou struktury laserového paprsku můžete změnit povahu dopadu na objekt, což je velmi důležité pro laserové řezání a gravírování při zpracování materiálů, “řekl Dmitry Saveliev.