;
22 декабря 2018

Появилась линза, которая может сфокусировать свет в ранее недосягаемом диапазоне

Группа ученых из трех стран использовала для этого необычный инструмент — гелиевый газ.

Исследователи начали разработку с проблематизации — для света в диапазоне волн от 1 до 100 нм, называемых экстремальным ультрафиолетом, линзы не работают. Однако теперь они смогли сделать линзу для экстремального ультрафиолетового излучения.

Обычно линзы — это изогнутая поверхность, в которой свет движется с различной скоростью. Например, когда свет попадает на материал стеклянной линзы, он замедляется примерно на 30% — это влияние показателя преломления материала. Поскольку линза изогнута, свет на ее краю перемещается немного дальше, а затем замедляется, опережая свет, находящийся ближе к центру.

Но свет — это волна, и она должна плавно меняться в пространстве. Чтобы сохранить этот плавный профиль, свет на краю линзы должен изгибаться к центру. В результате свет фокусируется на некотором расстоянии от объектива.

Ученые задались вопросом: что случится, если свет не замедлится при попадании в материал? В результате экспериментов выяснилось, что ничего — волна продолжается, как будто ничего и не было на ее пути. Это то, что происходит и с ультрафиолетовым излучением. Для этих длин волн большинство материалов имеют показатель преломления, который лишь немного меньше единицы. Это означает, что при входе материала свет ускоряется менее чем на 1%. Этого слишком мало для того, чтобы сделать хорошую оптику.

Однако исследователи излучали пучок ультрафиолетового света через струю гелиевого газа. Длины волн, близкие к энергии, необходимой для перевода электронов гелия из их нормального энергетического состояния в состояние с более высокой энергией, были сильно изогнуты. Длины волн, которые немного короче, чем требуется для возбуждения, расфокусировались газовой струей (потому что показатель преломления чуть меньше единицы), в то время как волны чуть длиннее, чем требуется, фокусировались.

Загрузка...