Исследователи из университетов Сент-Эндрюса и Йорка разработали новый тип органических вихревых лазеров, излучающих спиральный луч света. В будущем миниатюрные массивы таких устройств могут использоваться в системах, вроде 3D-телевизоров, микроскопов и информационных носителей.
Выводы проекта представлены в статье ACS Nano.
«Лазерные массивы демонстрировались и раньше, но не с таким уровнем контроля формы луча, — сказал Томас Ф. Краусс из Университета Йорка, один из руководителей проекта, в интервью Phys.org. – Наш подход позволяет получать вихревые лучи с управляемым топологическим зарядом, вроде структур Эйри или Бесселя. Аналогично уже демонстрировались метаповерхности, генерирующие такое излучение, но они не выступали в роли активных элементов».
В прошлом вихревые лучи формировали отдельными оптическими компонентами. Удавалось получить только большие структуры. Новые вихревые лазеры имеют наноструктурную активную среду, генерирующую спиральные лучи напрямую. Устройства можно организовать в миниатюрный массив.
Авторы разработали оптическую решетку, состоящую из архимедовой спирали. Проходя через нее, свет формирует витой луч. Управляя измерениями спиральной решетки, ученые могут контролировать свойства получаемой структуры. В частности, добиться этого можно манипуляциями с количеством витков спирали. Чем их больше, тем сильнее закручивается луч.
Методика имеет преимущества в сравнении с прошлыми технологиями. Луч можно получить за один этап и с помощью единственного оптического элемента (решетки). За счет этого исследователи ожидают, что исследования создаст основу для внедрения вихревых лазеров в различные сферы.
«Основной интерес представляют органические полупроводники, — Ифор Самуэль из Университета Сент-Эндрюса, второй руководитель проекта. – Долгосрочная цель – получить такие лазеры с электрическим, а не оптическим приводом. В краткосрочной перспективе мы надеемся использовать устройства для улавливания взрывоопасных паров».
Краусс, чья группа разработала использованные в исследовании наноструктуры, больше сосредоточен на экранах и микроскопии.
«В дисплеях разные порядки вихрей могут применяться для одновременной проекции нескольких изображений, — отметил специалист. – Спиральные лучи интересны и для микроскопии – массивы лазеров подойдут для технологий с массовым параллелизмом».
Ваше мнение