Лазер вывернули наизнанку

Спустя полвека после изобретения лазера, который ныне успешно применяется в самых разнообразных сферах нашей жизни (от сканера в супермаркете до музыкальных CD), ученые взяли и "перевернули" его концепцию. Они изобрели "антилазер", который, вместо того чтобы усиливать определенные волны, избирательно поглощает световые лучи, направленные в него.

Лазер — это устройство, позволяющее усиливать излучение строго определенной частоты и в итоге давать очень "чистый" луч света, не содержащий "примесей" других частот. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью или импульсным, достигающим экстремально больших пиковых показателей. В некоторых вариациях рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника.

Исследователи из Йельского университета (США) под руководством Хуэ Чао сейчас заняты созданием модели "антилазера". В инновацию заложен ровно противоположный принцип — ученые предложили прибор, который не усиливает определенные волны, а избирательно поглощает их. По мнению специалистов, это весьма интересная и полезная разработка. Статья опубликована на ScienceNews.

Идея создания "антилазера" посетила исследователей, когда они размышляли что будет, если в лазере заменить вещество, испускающее фотоны, на вещество, способное их поглощать. Выяснилось, что последнее, если его расположить верно, засосет большинство фотонов, которые были посланы в него, в то время как оставшиеся световые волны погасят сами себя, сталкиваясь друг с другом.

В отличие от своего более популярного собрата, антилазер вряд ли завоюет всемирную славу. Но, возможно, однажды он найдет себе применение в качестве оптического переключателя в компьютере или антирадаре.

Исследования показали, что "антилазер" является прекрасным абсорбентом, который, увы, впитывает только волны определенной длины, что не позволяет применять его в области создания солнечных аккумуляторов (панели которых способны поглощать широкий спектр волн), изготовляемых из специально спроектированных для этой цели инновационных метаматериалов.

Но благодаря тому, что "антилазер" может переключаться между режимами поглощения и отдачи волн посредством изменения их длины, ученые намерены задействовать его в производстве оптических переключателей. Таким образом, в скором будущем, могут появиться клавиатуры, которые будут работать на световых лучах, а не на электронах.

Сам по себе "антилазер" на практике пока не существует, но для него полностью подготовлено теоретическое обоснование. Эта работа проведена группой йельских физиков во главе с Дугласом Стоуном.

"Удивительно, что мы использовали лазеры на протяжении 50 лет или около того, и только теперь кто-то заметил нечто фундаментальное", — рассказала Марина Сольякс, физик из Массачусетского технологического института, которая не участвует в этой работе.

Свою задумку ученые называют "идеальным когерентным поглотителем" и даже "лазером с обратным течением времени", поскольку протекающие в нем процессы аналогичны происходящему в обычном лазере — с той только разницей, что в соответствующих уравнениях придется сменить знак "плюс" на "минус".

Вячеслав Локацкий