Az otthoni cd-lejátszók ugyanúgy szórják a fényt, mint egy zseblámpa, hiába használnak lézert. A Harvardon egy miniatűr eszközzel sikerült pontosabb fénysugarat előállítani.
Általában tűhegyes fénysugárként képzeljük el a lézert, hiszen az akciófilmekben is csak egy apró piros pötty jelenik meg az áldozatok homlokán, amikor célba veszik őket. Csakhogy a lézer nem mindig ilyen pontos, a New Scientist szerint az otthoni cd-lejátszók lézere úgy szórja a fényt, mint egy elemlámpa.
Hajlított tükrök vagy lencsék bonyolult rendszerére van szükség ahhoz, hogy a fényt egyetlen sugárba rendezzék, és a pontos elrendezés különösen fontos abban az esetben, amikor a fénynek nagyobb távolságot kell megtennie. A Harvard egyetem nemzetközi kutatócsoportja Frederico Capasso vezetésével készített egy eszközt, amely sokkal egyszerűbben a huszonötödére csökkenti a fénysugár kiterjedését.
A csoport lencsék és tükrök helyett egy 200 mikrométer magas fémstruktúrát épített, amelyet szaknyelven plazmonikus kollimátornak neveznek. Ezt helyezték a lézeres fényforrás elé. Az eszköz tetején egy horizontális nyílás van, amely csupán két mikrométer magas. A nyílás közvetlenül a lézer elé kerül, és annyira keskeny, hogy a rajta áthaladó fénysugárnak nagyjából a fele elhajlik, és felületi plazmonná alakul át. Fény segítségével a fém felületén lévő, úgynevezett vezetési elektronok hullámszerű mozgásra kényszeríthetők, melyben sűrűsödések és ritkulások váltják egymást – ezt nevezik plazmonnak. A felületi plazmon végighalad a kollimátor felületén, a többi fény érintetlenül áthalad a nyíláson.
A kollimátor előlapján végigutazó felületi plazmonok kis horizontális árkokkal találkoznak, és visszaalakulnak fénnyé. Magyarán a rendszer újrahasznosítja a felületi plazmonokat, így kevesebb energia vész el.
A nyílás és az árkok közötti távolságot úgy határozták meg, hogy a kollimátorból kijövő fénysugarak szinkronban legyenek egymással. Ezzel a módszerrel jelentősen csökkenteni tudták a szórást: amíg egy tipikus lézer fénye minden irányban 60 fokkal eltérhet, addig Capasso csapatának lézere a vertikális irányban legfeljebb 2,4 fokkal tér el.
A végeredmény egy késpengéhez hasonló fénysugár, amely az egyik irányban éles, a másik irányban viszont kiterjedt. A kutatók most a kollimátor olyan változatát próbálják kifejleszteni, amely mindkét irányból szűkíti a szórást, és a fény valóban egyetlen hegyes pontban egyesül.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
