0
1812
Газета Печатная версия

27.11.2018 19:02:00

К чему приводят игры с солнечным зайчиком

Физики предлагают все новые способы усовершенствования оптоволокна

Тэги: физика, оптика, оптоволокно


257-13-2.jpg
Металинза, фокусирующая лучи разных цветов
и длины волны.

Аристотель после знаменитого труда «Физика» (то есть «Природа») написал еще один фрагмент, название которого было утеряно. Поэтому его назвали «Мета-Физика», то есть «идущий за физикой», неестественный, созданный человеком. Вот и новые искусственно созданные материалы последнего времени стали называть метаматериалами, имеющими необычные свойства. Они, например, в силу необычного взаимодействия со светом делают предметы невидимыми. Они же позволили создать плоские металинзы, избавленные от проблем, присущих традиционным стеклянным линзам (астигматизм, то есть отсутствие четкости изображения, изменение цветности – хроматическая аберрация, и т.д.).

Плоские металинзы собирают воедино весь спектр видимого света, «не обращая внимания» на разницу скоростей прохождения красных и сине-фиолетовых лучей. Все это стало возможно, конечно же, благодаря успехам нанотехнологии.

Последний образец подобного рода достижений представили исследователи Гарварда, которые опробовали в Массачусетском общем госпитале Бостона новый эндоскоп повышенного разрешения. С его помощью проведено исследование ткани легкого и бронха свиньи, анатомия и физиология тканей которой близки человеческим. Усовершенствование всем привычного оптоволоконного эндоскопа достигнуто путем размещения на конце стекловолокна треугольной призмы, направляющей луч света вертикально вверх. Там, на субстрате-подложке, размещена плоская металинза – прямоугольник с расположенными на его поверхности кремниевыми наностолбиками разного размера. Максимальная высота столбика – 750 нанометров (нм), чуть меньше микрона. Взаимодействие света со структурами уравновешивает скорости световых лучей разного цвета, в результате они фокусируются в одной точке, что существенно повышает резкость изображения.

257-13-3.jpg
Волновод из метаматериала, удерживающий
световую «змейку».

Одна из проблем, связанных с использованием оптоволокна, – это рассеяние света и «утечка» битов информации. Похоже, что ее также поможет решить метаволновод, не выпускающий из своего канала колеблющийся световой луч. О подобной световой ловушке написали в журнале Nature Communications сотрудники университета Пурдью в г. Лафайет (США).

Но от классического оптоволокна не собираются отказываться специалисты Политехнического училища в Лозанне. Там создали светооптический детектор содержания различных веществ в воздухе и жидкостях. Он основан на свойстве волокон генерировать звуковые волны, которые после возбуждения в толще стекловолокна распространяются перпендикулярно его оси. Швейцарские оптики подавали на волокно возбуждающий импульс, стимулирующий так называемое акустическое рассеяние Бриллюэна. (Леон Бриллюэн, французский физик, сделавший большой вклад в развитие квантовой физики и исследование распространения радиоволн в атмосфере.)

257-13-5.jpg
Наностолбики на поверхности
металинзы.  Иллюстрации Phsyorg

Звуковые волны взаимодействуют с окружающими волоконный детектор молекулами, и сигнал считывается с помощью другого импульса, подаваемого на волокно. К моменту публикации ученые получили разрешение присутствия молекул воды и этанола (этилового спирта), достигающее 15 микрон. Новый детектор можно использовать, например, для мониторинга состояния различных трубопроводов, фиксируя утечки и автоматически пересылая сигналы в обслуживающие центры. Вполне возможно, что со временем будут созданы гибридные системы контроля, использующие преимущества мета-и всем привычных материалов.     


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Физики достигли уникального результата в сохранении точности квантовых вычислений

Физики достигли уникального результата в сохранении точности квантовых вычислений

Иван Сапрыкин

Игра на двух кубитах

0
792
Главкнига. Чтение, изменившее жизнь

Главкнига. Чтение, изменившее жизнь

Александр Анашкин

0
627
Тепло Арбата и горечь Таганки

Тепло Арбата и горечь Таганки

Наталья Рубанова

Москва как ортопедия смысла

0
1505
Лучший выход – всегда насквозь

Лучший выход – всегда насквозь

Инна Кулишова

Венеция жила в Иосифе Бродском, он жил в ней – может, гулял уличным котом, как и хотел

0
1862

Другие новости

Загрузка...
24smi.org