焦點速讀：甜甜圈形激光空中造出長“光纖” 可用于檢測數公里外放射性物質
2023-02-02 08:41:08|
來源：科技日報 作者：
(資料圖片)
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，能將數據傳輸45米，相關技術最終可用于檢測數公里外的放射性物質。
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，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”的纖維狀結構，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。當被波導照射時，這些放射性物質發(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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