Valo ansoittuu ja synkronoi liikettä

Olipa kyseessä fotosynteesistä tai aurinkosähköjärjestelmästä: jos haluat käyttää valoa tehokkaasti, sinun on absorboitava se mahdollisimman täydellisesti. Tämä on kuitenkin vaikeaa, jos absorptio tapahtuu ohuessa materiaalikerroksessa, joka normaalisti päästää suuren osan valosta läpi.

Nyt TU Wienin ja Jerusalemin heprealaisen yliopiston tutkimusryhmät ovat löytäneet yllättävän tempun, joka mahdollistaa valonsäteen täydellisen imeytymisen jopa ohuimpiin kerroksiin: He rakensivat "valoloukun" ohuen kerroksen ympärille käyttämällä peilejä ja linssejä, joissa valonsäde ohjataan kierrokseen ja kerrostetaan itseensä – juuri siten, että valonsäde tukkii itsensä eikä pääse enää poistumaan järjestelmästä. Näin ollen valolla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin imeytyä ohueen kerrokseen – muuta ulospääsyä ei ole.

Tämä absorptio-amplifikaatiomenetelmä on tulosta näiden kahden ryhmän hedelmällisestä yhteistyöstä: lähestymistapaa ehdotti prof. Ori Katz Jerusalemin heprealaisesta yliopistosta ja sen käsitteeksi on tehnyt professori Stefan Rotter TU Wienistä.

Aiemmissa tutkimuksissa ansoittaa tehokkaasti valo materiaaliin on yleisesti käytetty osittain läpinäkyvää ja siten vuotavaa peiliä.

Tässä järjestelyssä osittain läpinäkyvä peili on täysin läpinäkyvä tulevalle lasersäteelle mutta sitten se ei voi enää paeta heijastuneen osan ja järjestelmän läpi kiertäneen ohjatun valon päällekkäisyyden vuoksi. Joten valolla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin absorboitua.

"Järjestelmä on viritettävä tarkalleen aallonpituudelle, jonka haluat absorboida", Stefan Rotter sanoo. "Mutta sen lisäksi ei ole mitään rajoittavia vaatimuksia. Lasersäteen ei tarvitse olla tiettyä muotoa, se voi olla joissain paikoissa voimakkaampaa kuin toisissa - lähes täydellinen absorptio saavutetaan aina."

Optomekaanisten oskillaattorien liikkeen optinen kytkentä on jo todellisuutta integroitujen piirien oskillaattoreiden muutamien mikrometrin matkoilla.

Nyt Chun-Hua Dong Kiinan tiede- ja teknologiayliopistosta (USTC) ja kollegat ovat osoittaneet optisen kytkennän heiluvan mikropallon ja värähtelevän mikrolevyn liikkeissä, joita erottaa toisistaan viisi kilometriä optista kuitua.

Dong toteaa, että koska optisten signaalien häviöt ovat pienempiä verrattuna elektronisiin, tekniikka voisi mahdollistaa pitkien etäisyyksien erottavien kohteiden tehokkaamman synkronoinnin.

Tuloksemme vievät askeleen eteenpäin pitkän matkan synkronointiverkkoa käyttämällä optomekaanisia mikroresonaattoreita.

Hän sanoo, että hänen tiiminsä kokeessa saavutettu lisääntynyt etäisyys johtui optisen mekaanisten järjestelmien optisen synkronoinnin tarkemmasta ymmärtämisestä ja tekniikan hienosäädöstä.

Aiheista aiemmin:

Kvanttilaskenta ja pysäytetty valo