Итальянские исследователи с использованием лазера создали 100 световых вихрей, соединенных в упорядоченную структуру нанокристалла. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.
Вихревые структуры широко распространены во Вселенной: это, например, водовороты, кольца дыма, торнадо и спиральные галактики. Исследовательская группа под руководством Антонио Амброссио из Итальянского технологического института использовала метаповерхность в качестве маски для одновременного управления различными параметрами нескольких лазерных лучей.
Ученые сконструировали метаповерхности, которые формируют световые лучи в 100 раз тоньше человеческого волоса и закручивают их подобно штопору в оптический вихрь. Созданные структуры исследователи поместили внутрь лазерного резонатора, в котором свет непрерывно отражается от двух зеркал. Устройство обеспечило взаимодействие между световыми вихрями. Каждый поток света внутри нанокристалла настраивался в процессе взаимодействия с другими вихрями.
The metasurface array confers orbital angular momentum ? to the vortex crystal.
Then, as the vortices propagate in the laser, they mix together until when a self-image–in both intensity and phase–is produced (Talbot effect)
?2/n pic.twitter.com/vGugDRBGRB
— Marco Piccardo (@PiccardoM) July 27, 2021
Как отмечают исследователи, уникальная особенность созданного ими метаповерхностного лазера — способность произвольно управлять орбитальным угловым моментом света и тем самым исправлять топологические дефекты. По словам ученых, такие лазеры могут найти применение в качестве надежных универсальных резонаторов в топологической оптике.
Here is the defect healing in action
?8/n pic.twitter.com/SRgNmLjy24
— Marco Piccardo (@PiccardoM) July 27, 2021
Физики считают, что технология имеет широкий потенциал. Ее можно использовать как для изучения процессов в квантовом мире, например, создавая надежные скирмионы, так и для моделирования процессов сложных физических систем, таких как взаимодействующие галактики или гидродинамические вихри.
Читать далее
Спустя десять лет работы ученые усомнились в стандартной модели физики
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Старые клетки перепрограммировали, и они стали моложе на 30 лет: как это работает