甜甜圈形激光空中造出長“光纖”

  ICC訊 美國科學(xué)家在最新一期《物理評論X》雜志上發(fā)表論文稱，通過朝空氣中發(fā)射一束甜甜圈形狀的強大激光，他們制造出了一種光脈沖，其作用類似光纖，能將數(shù)據(jù)傳輸45米，相關(guān)技術(shù)最終可用于檢測數(shù)公里外的放射性物質(zhì)。

  像激光一樣，密集的光束也可傳輸信息和能量，但這些光束在行進時往往會變寬，使信息和能量丟失。因此，當用于通信時，此類光束通常被局限于玻璃管或光纖內(nèi)，但強烈的光脈沖會熔化光纖。在最新研究中，馬里蘭大學(xué)研究人員在空氣中制造出了一種“光纖”。

  為將空氣塑造成名為“空氣波導(dǎo)”的纖維狀結(jié)構(gòu)，研究團隊使用了一束持續(xù)時長僅300萬億分之一秒的強大激光，這種激光能加熱并讓空氣顆粒重新排列，使空氣以與傳統(tǒng)光纖壁相同的方式反射任何后續(xù)光束。第一束激光發(fā)射后，空氣波導(dǎo)被卡在周圍，研究人員隨后發(fā)射第二束激光，其持續(xù)時長為第一束激光的1000倍，最終從空氣中制造出了長45米的“光纖”。

  2014年，研究團隊使用不同激光，制造出了僅70厘米的空氣波導(dǎo)，他們此次利用甜甜圈狀激光束，將空氣波導(dǎo)的長度增加了近65倍。研究人員稱，最新方法可用來制造千米長的空氣波導(dǎo)。

  但法國巴黎理工學(xué)院奧雷利安·烏阿爾表示，要實現(xiàn)上述目標需要能量更高的激光及完全均勻且對稱的甜甜圈光束，這不僅耗費巨資，且在技術(shù)上極具挑戰(zhàn)性。2023年1月，烏阿爾團隊利用激光制造出了一個空氣波導(dǎo)，捕捉并引導(dǎo)光線，從空氣中制造出了避雷針。

  研究人員表示，長空氣波導(dǎo)可用于遠程探測放射性物質(zhì)。當被波導(dǎo)照射時，這些放射性物質(zhì)發(fā)出的輻射會變得非常強大，使遠程探測器能辨別出來。