Pół wieku po laserze powstał pierwszy... antylaser :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Zaproszenie do składania wniosków o finansowanie działań zmierzających do zmiany na inne formy transportu, działań katalitycznych, działań związanych z autostradami morskimi, działań zw

Mniej szkodliwa ulga w bólu dzięki rozpracowywaniu przez naukowców działania paracetamolu

Zaproszenie do składania wniosków dotyczących działania "Noc Naukowców"

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Czas na działania na rzecz bioróżnorodności

Zaproszenie do tworzenia sieci kontaktów i platformy wymiany dotyczących planu działania w dziedzinie ekoinnowacji

Eksperyment myślowy mający ułatwić zrozumienie zasady działania lasera zainspirował naukowców do stworzenia urządzenia działającego dokładnie odwrotnie. Doskonały pochłaniacz spójnego promieniowania (ang. Coherent Perfect Absorber; CPA), lub prościej „antylaser”, absorbuje promieniowanie o określonej częstotliwości zamieniając je w ciepło. Wynalazek znajdzie prawdopodobnie szerokie zastosowanie w medycynie oraz elektronice.

Pomysł na stworzenie urządzenia, którego efekt pracy jest odwrotny do działania lasera, przyszedł do głowy badacza Douglasa Stone'a wtedy – jak twierdzi - gdy próbował wytłumaczyć koledze zasady działania zwykłych laserów. Gdy zaproponował wyobrażenie sobie lasera działającego wspak: nie emitującego, lecz pochłaniającego fale elektromagnetyczne, zaczął kontemplować możliwość budowy podobnego urządzenia w rzeczywistości. Doprowadziło go to do pogłębionych studiów nad tym zagadnieniem, co zaowocowało napisaniem pracy teoretycznej omawiającej problematykę praktycznej konstrukcji antylasera. W lutym bieżącego roku Stone i jego współpracownicy wraz z drugim zespołem pod kierownictwem H. Cao (wszyscy z Uniwersytetu Yale) stworzyli pierwsze działające urządzenie.

Zasada funkcjonowania antylasera jest prosta. Istota jego działania polega na wpuszczeniu wiązki promieniowania do swoistej pułapki interferencyjnej znajdującej się w odpowiednio zaprojektowanym krzemowym waflu. Rozdzielone wiązki laserowe (fale o takiej samej amplitudzie i częstotliwości) pochodzące z jednego źródła kierowane są na przeciwne ścianki wafla. W jego obrębie zderzają się i rykoszetują, dzięki zestrojonej częstotliwości i strukturze wafla tłumią się wzajemnie, zaś ich energia przekształcona zostaje w ciepło. Zbudowane urządzenie pochłania około 99% energii emitowanej przez laser. Badacze twierdzą, że nic nie stoi na przeszkodzie, aby w przyszłości jego efektywność była całkowita. Również wielkość wynalazku - obecnie mierzy on około 1 cm - można będzie znacznie zmniejszyć: wedle analiz przeprowadzonych przez projektantów, możliwa jest budowa pochłaniacza o rozmiarze zaledwie 6 mikronów, czyli mającego grubość 1/20 ludzkiego włosa.

Antylaser może znaleźć wiele zastosowań praktycznych, przede wszystkim w medycynie i elektronice. Być może dzięki niemu uda się pokonać jedno z większych wyzwań leżących na przeszkodzie w konstrukcji komputerów optycznych, czyli rozwiązać problem efektywnego sterowania światłem w procesie kodowania informacji. W medycynie pochłaniacz laserowy może być pomocny w precyzyjnym manipulowaniu promieniowaniem w celach diagnostycznych i terapeutycznych.

Po ponad pół wieku od zbudowania pierwszego lasera na scenę postępu wchodzi wynalazek, którego działanie jest jego odwrotnością. Czas pokaże czy będzie on równie ważny i znajdzie równie powszechne zastosowanie, jak jego poprzednik.

Więcej na temat antylasera (w języku angielskim) można dowiedzieć się na stronie magazynu Wired. O osiągnięciach nowoczesnej technologii laserowej można również przeczytać na portalu Naukowy.pl w artykule pt. Laserowy oręż to nie fantastyka.

Źródło:
Wan, W., Chong, Y., Ge, L., Noh, H., Stone, D. A. i Cao, H. (2011). Time-Reversed Lasing and Interferometric Control of Absorption. Science, 331. doi: 10.1126/science.1200735

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Antylaser urządzenie absorbujące światło o określonych długościach fali, i zamieniające pochłoniętą energię na ciepło. Urządzeniu nadano nazwę CPA (ang. "Coherent Perfect Absorber") dosł. doskonały pochłaniacz koherencyjny) pełny tekst

Kolorowy Telewizor Laserowy (w skrócie, Laser TV), lub wyświetlacz wykonany w technologii laserowej, wykorzystuje dwa lub więcej indywidualnych modułowych optycznych wiązek promieni lasera. w celu wytworzenia kolorów wyświetlającego punkt obrazu, w efekcie uzyskując kolorowy obraz. pełny tekst

Laser to generator promieniowania, wykorzystujący zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Promieniowanie lasera ma charakterystyczne właściwości, trudne lub wręcz niemożliwe do osiągnięcia w innych typach źródeł promieniowania. Jest spójne w czasie i przestrzeni, zazwyczaj spolaryzowane i ma postać wiązki o bardzo małej rozbieżności. W laserze łatwo jest otrzymać promieniowanie o bardzo małej szerokości linii emisyjnej, co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym, wąskim obszarze widma. W laserach impulsowych można uzyskać bardzo dużą moc w impulsie i bardzo krótki czas trwania impulsu (zob. laser femtosekundowy). pełny tekst

Laser to generator promieniowania, wykorzystujący zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Promieniowanie lasera ma charakterystyczne właściwości, trudne lub wręcz niemożliwe do osiągnięcia w innych typach źródeł promieniowania. Jest spójne w czasie i przestrzeni, zazwyczaj spolaryzowane i ma postać wiązki o bardzo małej rozbieżności. W laserze łatwo jest otrzymać promieniowanie o bardzo małej szerokości linii emisyjnej[1], co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym, wąskim obszarze widma. W laserach impulsowych można uzyskać bardzo dużą moc w impulsie i bardzo krótki czas trwania impulsu (zob. laser femtosekundowy). pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".