Čet, 28. svibnja 2009. Američki znanstvenici preuzimaju prednosti neobičnih svojstava Airy svjetla za izgradnju novih optičkih instrumenata…
Tim istraživača utvrdio je da dovoljno intenzivni Airy impulsi mogu ionizirati okolne molekule zraka i stvoriti zakrivljene plazmene filamente. Tim tvrdi da bi se jaka bijela svjetlost nastala od plazmenih filamenata mogla koristiti za udaljena spektroskopska mjerenja atmosfere, a efekt savijanja se sam može iskoristiti u novim vrstama valovoda.
Airy svjetlo su prvi put otkrili 2007. Demetrios Christodoulides i njegove kolege na Sveučilištu u Floridi. Oni su utvrdili da interferencije između pojedinih laserskih impulsa izazivaju najvišu točku većeg intenziteta da se kreće u jednom smjeru, dok druga, manje intenzivna točka se kreće u suprotnom smjeru. Iako ukupni zamah impulsa putuje u ravnoj liniji, čini se da njezin najsvjetliji dio slijedi zakrivljenu putanju.
Christodoulides i njegove kolege su se povezali sa Pavelom Polynkinom i drugima na Sveučilištu u Arizoni kako bi stvorili zakrivljene plazmene filamente koristeći Airy impulse. Ključ njihovog uspjeha, prema Jeronimu Kasparianu sa Sveučilišta u Ženevi koji nije bio dio te grupe, je njihova sposobnost da – po prvi puta – izrade Airy impulse ekstremno visokih intenziteta.
Tim je počeo sa intenzivnim infracrvenim laserskim impulsom koji je u trajanju oko 35fs. Početni impuls u obliku palačinke, koji je simetričan oko svog smjera širenja elektromagnetskih valova, prolazi kroz fazu maske, a zatim leće, dajući joj šervon oblik sa intenzivnim vrhom na tjemenu (slika). Ovaj Airy impuls potom putuje oko 1 m kroz zrak u fluorescentni zaslon gdje je svjetlost otkrivena.
Zakrivljeni filamenti
Osim što potvrđuju da se izrazito intenzivni Airy impulsi zakrivljuju, impulsi također proizvode izvijene plazmene filamente ionizirajući okolne molekule zraka.
Iako fizičari već dugo znaju da sa simetričnim laserskim impulsima mogu stvoriti takve filamente, postupak se pokazao vrlo teškim za proučavanjem. To je zbog toga što simetrični laserski impulsi putuju u istom smjeru kao i bijela svjetlost nastala od plazme, što znači da bilo koji uređaj koji pokuša otkriti ovo svjetlo je zabliješten ili čak uništen od impulsa.
Sa Airy impulsima, međutim, Polynkin, Christodoulides i kolege su otkrili da plazma svjetlo putuje u ravnoj liniji tangentno do zakrivljenosti blještavog vrha. Plazma svjetlo tako može biti otkriveno – a možda čak i korišteno kao izvor bijele svjetlosti za spektroskopiju.
Otpuštanje intenzivnih i dugosežnih impulsa u zrak, na primjer, može omogućiti istraživačima da naprave udaljena spektroskopska mjerenja u atmosferi.
Polynkin također predviđa da bi se intenzivni impulsi mogli otpustiti u grmljavinske oblake gdje bi stvorili filamente koje bi odvodili munje na sigurne lokacije na zemlji.
Istraživanje plazma svjetlosti bi moglo pomoći fizičarima kako bi stekli bolje razumijevanje u kompliciranoj nelinearnoj optici koja definira način koliko snažno laserske zrake putuju kroz zrak. To uključuje „samoizlječivi efekt“ gdje plazma konstantno refokusira zraku – radije nego da je raspršava – što omogućuje intenzivnim impulsima da putuju na vrlo velikim udaljenostima.
Tim sada istražuje stvaranje zavijenih filamenata u vodi, radije nego u zraku.
Preuzeto iz: www.optics.org