Чарльз Чой
Как превратить красный свет в зелёный

Видимый свет можно превратить в рентгеновское или тепловое излучение.
Эксперты серьёзного научного журнала Physical Review Letters уверяют, что „неожиданно открыто невиданное физическое явление“. А суть его в том, что известный специалист в области фотонных кристаллов Джон Джоаннопулос из Массачусетского технологического института научился в буквальном смысле повелевать светом, предложив способ „сдвигать“ частоту излучения в любую область электромагнитного спектра.

Такой контроль над светом и впрямь шокирует, — говорит Эли Яблонович, эксперт по оптике из Университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе —. Если мы научимся использовать обнаруженное явление, то эффект будет потрясающим. Например, можно будет превращать тепло в свет и наоборот. Или создавать всепроникающие терагерцовые лучи.

Джоаннопулос и его коллеги Эван Рид и Марин Солджачич проводили эксперименты, пропуская ударные волны через так называемый фотонный кристалл. Он представляет собой среду, состоящую из нескольких слоёв, каждый из которых по-разному пропускает свет. Слои можно использовать для того, чтобы отражать излучения только определённых частот, позволяя свету другой частоты проникать сквозь кристалл. Можно управлять и прохождением света по цепи, подобно тому, как управляют электрическим током.

При помощи компьютерного моделирования учёные выяснили, что, проникая внутрь, ударные волны сжимают кристалл и меняют его свойства. От этого кристалл, который в обычном состоянии пропускает, например, красный свет и отражает зелёный, может стать прозрачным для зелёного света и отражать красный.

Исследователи установили, что фотонный кристалл можно спроектировать таким образом, что фронт ударной волны отразит входящий световой поток. Свет попадет в „ловушку“, многократно переотразится от деформированной и недеформированной частей кристалла, воспроизводя эффект „зеркальной комнаты“ (см. рисунок).

После каждого отражения из-за эффекта Доплера свет будет менять свою частоту. Если направление движения ударной волны и света совпадают, частота луча снижается, и возрастает, если они идут навстречу друг другу Примерно после 10 000 отражений, на что уходит около 0,1 наносекунды, свет может радикально изменить свой цвет, например с красного на голубой. Или из видимого диапазона сместиться вниз — в инфракрасный. Варьируя конструкцию кристалла, можно точно установить, излучение какой частоты войдёт в кристалл и каким оно оттуда выйдет. Можно даже сжать излучение широкого диапазона в узкий пучок. Иным образом этого не сделаешь, говорит Джоаннопулос. Обычные цветовые фильтры просто пропускают одни частоты и отражают другие. Поэтому значительная часть энергии теряется.

Сейчас вместе со своими коллегами из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса исследователи работают над тем, чтобы продемонстрировать новый эффект на практике. Сначала они хотят возбудить в кристалле ударные волны, обстреливая его пулями. Попробуют пропускать и акустические волны. Специалист по химии материалов Майкл Сэйлор из Университета штата Калифорния в Сан-Диего, разработавший гибкие фотонные кристаллы, и сам собирается проверить открытие коллег, подчеркивая, что новая технология позволяет не только создавать более эффективные осветительные лампы и солнечные батареи, но и способна увеличить пропускную способность оптоволоконных линий связи.

„Ломоносов“

Статьи близкой тематики:
Фотонные кристаллы.  Александр Ломоносовский.



2007 Copyright © AstroSearch.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования