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    甜甜圈形激光空中造出長“光纖”

    2023-02-02 08:35 來源:環(huán)球網(wǎng) 閱讀數(shù):533

    科技日報北京2月1日電 (記者劉霞)美國科學家在最新一期《物理評論X》雜志上發(fā)表論文稱,通過朝空氣中發(fā)射一束甜甜圈形狀的強大激光,他們制造出了一種光脈沖,其作用類似光纖,能將數(shù)據(jù)傳輸45米,相關(guān)技術(shù)最終可用于檢測數(shù)公里外的放射性物質(zhì)。

    像激光一樣,密集的光束也可傳輸信息和能量,但這些光束在行進時往往會變寬,使信息和能量丟失。因此,當用于通信時,此類光束通常被局限于玻璃管或光纖內(nèi),但強烈的光脈沖會熔化光纖。在最新研究中,馬里蘭大學研究人員在空氣中制造出了一種“光纖”。

    為將空氣塑造成名為“空氣波導”的纖維狀結(jié)構(gòu),研究團隊使用了一束持續(xù)時長僅300萬億分之一秒的強大激光,這種激光能加熱并讓空氣顆粒重新排列,使空氣以與傳統(tǒng)光纖壁相同的方式反射任何后續(xù)光束。第一束激光發(fā)射后,空氣波導被卡在周圍,研究人員隨后發(fā)射第二束激光,其持續(xù)時長為第一束激光的1000倍,最終從空氣中制造出了長45米的“光纖”。

    2014年,研究團隊使用不同激光,制造出了僅70厘米的空氣波導,他們此次利用甜甜圈狀激光束,將空氣波導的長度增加了近65倍。研究人員稱,最新方法可用來制造千米長的空氣波導。

    但法國巴黎理工學院奧雷利安·烏阿爾表示,要實現(xiàn)上述目標需要能量更高的激光及完全均勻且對稱的甜甜圈光束,這不僅耗費巨資,且在技術(shù)上極具挑戰(zhàn)性。2023年1月,烏阿爾團隊利用激光制造出了一個空氣波導,捕捉并引導光線,從空氣中制造出了避雷針。

    研究人員表示,長空氣波導可用于遠程探測放射性物質(zhì)。當被波導照射時,這些放射性物質(zhì)發(fā)出的輻射會變得非常強大,使遠程探測器能辨別出來。

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