Brug af spejle, lasere og linser til at bøje lys ind i en hvirvelring

Et team af forskere fra University of Shanghai for Science and Technology og University of Dayton har udviklet en måde at bøje lys ind i en hvirvelring ved hjælp af spejle, lasere og linser. I deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nature Photonics, gruppen byggede på arbejde udført af andre teams, hvor hvirvelringe tilfældigt blev observeret, og designet derefter matematisk et system, der kunne generere dem efter behov.

I 2016 opdagede et andet team af forskere, at under de rette omstændigheder kunne stærke lysimpulser, der hvirvler rundt om en central rørformet puls, nogle gange dannes til en doughnut-formet hvirvel. fascineret af fundet begyndte forskerne med denne nye indsats at spekulere på, om det kunne være muligt at skabe sådanne vortex-ringe efter behov.

De startede med at studere de egenskaber og forhold, der havde ført til de formationer, som holdet observerede i 2016, og anvendte matematik på problemet. De fandt løsninger, der så ud til at vise, hvordan sådanne ringe kunne laves – især løsninger til Maxwells ligninger, fandt de ud af, kunne bruges til at generere den form for konform kortlægning, der kræves.

Forskerne sammensatte en kombination af materialer, der ville føre til en real-world implementering af deres matematiske løsninger. De startede med at modificere en standardlaser for at generere en bestemt type puls. De tilføjede spejle, linser, gitre og specielle typer flydende krystalskærme, som pulserne kunne passere igennem. Hver af delene påvirkede lyset på en bestemt måde.

Forskerne bemærker, at systemet først ændrede lysimpulserne til en lang, smal form, som gav andre dele af lyset noget at hvirvle rundt. Efter at det andet lys rejste gennem systemet, sluttede det hvirvlende lys sig som vinde i en tornado og dannede en ring.

Forskerne planlægger at fortsætte deres arbejde i håb om at finde ud af, om der kan laves andre hvirvelformer. De bemærker, at deres arbejde kunne give tegninger til andre, der ønsker bedre at forstå dannelsen af ​​toroidale hvirvler, der dannes naturligt. + Udforsk yderligere

Optiske hvirvelkrystaller til fotoniske simuleringer af komplekse systemer

© 2022 Science X Network