Специалисты Самарского университета совместно с исследователями из Российской академии наук добились создания инновационных оптических элементов. Разработка открывает путь к совершенствованию систем передачи информации с использованием лазерных лучей в атмосфере и приборов для биомедицинского применения.
Новый взгляд на метаповерхности
Российские ученые предложили революционный подход для конструирования метаповерхностей. На их основе изготавливаются оптические компоненты, способные управлять поляризацией и фазой электромагнитных волн. Они создают световые поля с уникальными, ранее не изученными характеристиками, включая особые лазерные пучки.
Уникальные лазерные пучки и их возможности
"Мы создали метаповерхностный оптический элемент и доказали его высокую эффективность: он одновременно формирует и фокусирует специализированный лазерный пучок с вихревой структурой поляризации. В фокусе энергия частично распространяется обратно к источнику — это невозможно с классическими лазерными пучками", — объяснил доцент Самарского университета Дмитрий Савельев. Метаповерхности высшего порядка обеспечивают мощный обратный поток энергии, делая пучки устойчивыми к искажениям в турбулентных средах.
Устойчивая передача данных и новые приложения
"Передача информации лазерным лучом сквозь атмосферу существует, но восприимчива к помехам. Наши метаповерхности порождают лазерные пучки, значительно более стойкие к атмосферным препятствиям: ветру, туману, дождю. Это позволяет передавать данные дальше с минимальными потерями", — добавил соавтор работы, сотрудник ИСОИ РАН Сергей Дегтярев. Новые поверхности также создают уникальные оптические ловушки, заставляющие частицы двигаться к источнику подобно пылесосу.
Широкий спектр преимуществ
Объединение функций поляризатора и фокусатора в одном элементе генерирует значительный обратный энергопоток. Это перспективно для улучшения оптических пинцетов, лазерной резки, гравировки в биомедицине и материаловедении, а также упрощает конструкцию приборов, сокращая количество деталей. "Изменение поляризации создает поля света с новыми свойствами. Модификация структуры луча меняет воздействие на объект, что критично для лазерной обработки материалов", — подчеркнул Дмитрий Савельев, указывая на значимость управления характеристиками пучка.
Изображение разработчиков С. Дегтярев, Д. Савельев, С. Хонина, Н. Казанский
Источник: scientificrussia.ru
