"الشبك غير المرئي" يثني أشعة الليزر باستخدام الهواء والصوت فقط

في الأنظمة البصرية، يتم عادةً إعادة توجيه ضوء الليزر من خلال العدسات والمرايا، ولكن في حالات الطاقة العالية، مثل الليزر المستخدم في معالجة المواد، أو مسرعات الجسيمات، أو أبحاث طاقة الاندماج، قد تحتاج هذه الأجزاء الهشة إلى الاستبدال بشكل متكرر.

قال كريستوف هايل، الباحث الرئيسي في المشروع الجديد: "في نطاق الطاقة هذا، فإن الخصائص المادية للمرايا والعدسات والمنشورات تحد بشكل كبير من استخدامها. في التطبيقات العملية، يمكن أن تتلف هذه العناصر البصرية بسهولة بواسطة أشعة الليزر القوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتأثر جودة شعاع الليزر أيضًا. وفي المقابل، نجحنا في تحويل شعاع الليزر دون تلامس، وبالتالي ضمان جودة شعاع الليزر."

البديل الذي اقترحه فريق DESY هو استخدام المبادئ الصوتية لنحت الهواء. الموجات الصوتية هي في الأساس مجرد تغيرات في ضغط الهواء، لذا فإن رفع مستوى الصوت بدرجة كافية يمكن أن يخلق موجات صوتية قوية بما يكفي لرفع الأشياء، أو في هذه الحالة، التحكم في الضوء نفسه.

استخدم الباحثون زوجًا من مكبرات الصوت بالموجات فوق الصوتية التي تواجه بعضها البعض لإنشاء جيوب من الهواء الأكثر كثافة أو أقل كثافة، مما يخلق نمطًا شبكيًا مخططًا. عندما يمر شعاع الليزر بالأشعة تحت الحمراء عبر هذه الشبكة، فإن كفاءة انحراف الضوء تتجاوز 50%. ويقول الفريق إنه يمكن تحقيق كفاءات أكبر من خلال المزيد من العمل.

تتضمن هذه الاختبارات معدات قوية للغاية - تصل قوة أشعة الليزر إلى 20 جيجاوات، ويجب أن تصل مكبرات الصوت إلى حجم 140 ديسيبل، وهو حجم محرك نفاث على بعد أمتار قليلة. لكن لحسن الحظ، بما أنها عبارة عن موجات فوق صوتية، فلا يمكن للأذن البشرية اكتشافها.

يقول الفريق إن هذه التقنية يمكن أن تكون بمثابة تبديل سريع لأشعة الليزر، ويمكن أن يحاول العمل المستقبلي تشكيل أشكال أخرى غير الشبكات، بما في ذلك العدسات والأدلة الموجية. كما أنها لا تحتاج إلى أن تقتصر على الهواء العادي. "

وقال هاير: "أولاً، جربنا تقنيتنا بالهواء العادي". "بعد ذلك، سنستخدم أيضًا غازات أخرى للاستفادة من الأطوال الموجية الأخرى والخصائص البصرية والهندسية الأخرى."

ونُشر البحث في مجلة Nature Photonics.