Физики создают притягивающий луч с помощью лазера
Устройство представляет собой первый оптический тяговый луч дальнего действия, способный перемещать частицы диаметром в одну пятую миллиметра на расстояние до 20 см — примерно в 100 раз дальше, чем в предыдущих экспериментах.
В отличие от предыдущих методов, в которых для придания движения использовался импульс фотона, притягивающий луч, созданный группой из Австралийского национального университета (ANU), основан на энергии лазера, нагревающего частицы и воздух вокруг них.
Исследователи продемонстрировали эффект на полых стеклянных частицах с золотым покрытием, но они считают, что этот эффект можно использовать в таких приложениях, как контроль загрязнения атмосферы или извлечение крошечных, хрупких или опасных частиц для отбора проб.
купить права на трактор«Демонстрация такого крупномасштабного лазерного луча — это своего рода святой Грааль для физиков, занимающихся лазерами», — сказал профессор Веслав Кроликовски из Исследовательской школы физики и инженерии университета.
Новый метод, описанный в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, является универсальным, поскольку, в отличие от предыдущих методов, он требует только одного лазерного луча, и команда уверена, что эту технологию можно масштабировать для работы с более крупными объектами.
«Поскольку лазеры сохраняют качество луча на таких больших расстояниях, это может работать на метрах. Наша лаборатория просто не была достаточно большой, чтобы показать это», — сказал соавтор доктор Владлен Шведов.
Технология работает путем улавливания частиц в темном центре луча, и когда энергия лазера попадает на частицу, она поглощается, создавая горячие точки на поверхности.
Частицы воздуха, сталкиваясь с горячими точками, нагреваются и отлетают от поверхности, заставляя частицу отскакивать в противоположном направлении. Чтобы манипулировать частицей, команда перемещает положение горячей точки, тщательно контролируя поляризацию лазерного луча.
«Мы разработали метод, который может создавать необычные состояния поляризации в лазерном луче в форме пончика, такие как звездообразная (аксиальная) или кольцевая поляризация (азимутальная)», — сказал соавтор доктор Сирил Гнатовский.
«Мы можем плавно переходить от одной поляризации к другой и тем самым останавливать частицу или изменять ее направление по желанию».
