Президентская программа
исследовательских проектов

Лазер помог физикам из России создать абсолютно прозрачный кристалл

04.04.2019 | РИА Новости
Источник: Xiang Zhang group, Berkeley Lab/UC Berkeley

Российские ученые выяснили, как сделать любой кристалл абсолютно прозрачным для света, обработав его сверхкороткими вспышками лазера. Подобная технология позволят удешевить научные приборы и интернет-оборудование, пишут ученые в журнале Optical Materials Express (проект поддержан грантом Президентской программы исследовательских проектов РНФ - прим. ред. сайта rscf.ru).

"Наша технология дает возможность просветлять грани лазерных кристаллов, работающих в среднем инфракрасном диапазоне, что повысит их эффективность. Кроме того, она позволяет существенно снизить потери на отражение на поверхностях различных пластин, окон, торцов волоконных световодов и других оптических элементов", – объясняет Владимир Лазарев из МГТУ имени Баумана.

В последние годы ученые активно создают и изучают свойства так называемых метаматериалов – искусственных структур из множества мелких элементов, способных необычным образом взаимодействовать со светом или другими формами электромагнитного излучения. Метаматериалы, как сегодня считают физики, станут основой сверхбыстрых световых компьютеров будущего и других футуристичных гаджетов.

Строго говоря, метаматериалы не являются изобретением человека – похожие на них кристаллы и структуры встречаются на крыльях многих бабочек "металлической" окраски, на глазах и панцирях многих других насекомых и даже в знаменитых синих складках на мордах павианов-мандрилов.

К примеру, недавно ученые обнаружили, что крылья некоторых райских птиц покрыты уникальным "нанотехнологичным" оперением. Оно поглощает 99,95% света и выглядит более черным, чем любой другой природный темный материал на Земле. Это стало возможным благодаря особому рисунку из ямок и выступов на поверхности их перьев, препятствующих отражению света и его "побегу" в окружающую среду.

Как сообщает пресс-служба Российского научного фонда, российские ученые проделали нечто похожее с прозрачными кристаллами, заставив их не идеально поглощать свет, а полностью пропускать его, не формируя бликов или искажений.

Эти эксперименты Лазарев и его команда проводили на кристаллах из соединения кадмия, селена и серы, которые сегодня считаются одним из самых перспективных материалов для создания лазеров, работающих в средней части инфракрасного спектра. Физики из МГТУ решили усовершенствовать их и заставить пропускать через себя часть света в инфракрасном диапазоне.

Для этого они обстреляли его поверхность сверхкороткими вспышками обычного лазера, длящимися примерно миллионную долю наносекунды, и покрыли ее огромным числом миниатюрных ямок и холмов, чей диаметр составлял несколько сотен нанометров. Размеры и расстояние между этими структурами были подобраны таким образом, что кристалл перестал отражать инфракрасное излучение в той части спектра, в которой работает лазер.

Перебрав несколько методик "обстрела", ученые добились того, что их кристалл начал пропускать через себя фактически весь свет на некоторых оптимальных длинах волн, и примерно 97% в других регионах инфракрасного спектра.

Подобный подход, как отмечает Лазарев, позволит конструкторам лазеров, в том числе и его коллегам по МГТУ, отказаться от использования различных антибликовых пленок, которые сегодня применяются для защиты различных оптических устройств от переотражений. Это одновременно удешевит и позволит ученым сделать их более мощными, не опасаясь того, что их луч повредит покрытие.

Недавние новости

Возврат к списку