Свет с обратным потоком энергии: как учёные заставили его работать назад

Исследователи Самарского университета вместе с коллегами из РАН представили уникальный метод формирования оптических элементов на базе метаповерхностей. Эта разработка способна изменить подход к передаче данных в атмосфере и улучшить работу биомедицинских приборов. Результаты опубликованы в журнале Optics Express.

Что удалось создать ученым

Главная особенность технологии в том, что она обеспечивает одновременную фокусировку и формирование лазерного пучка с вихревой структурой поляризации. При этом появляется частичный обратный поток энергии к источнику — эффект, которого нельзя достичь при применении обычных лазеров.

Метаповерхности более высокого порядка усиливают обратный поток, а значит, пучок становится устойчивее к атмосферным воздействиям: ветру, туману или дождю. Это открывает возможности для передачи информации на большие расстояния без существенных потерь. Дополнительный плюс — объединение функций поляризатора и фокусатора в одном элементе, что сокращает количество деталей в оптических системах.

Где применят новую технологию

Перспективы открываются сразу в нескольких направлениях:

1. Лазерная резка и гравировка — упрощение конструкции станков и повышение точности.

2. Биомедицинские исследования — использование оптических пинцетов для манипуляций с клетками.

3. Передача данных — создание устойчивых лазерных каналов связи, которые не боятся непогоды.

4. Научные эксперименты — разработка новых оптических ловушек для изучения микрочастиц.

"Разработка позволит повысить устойчивость передачи данных по лазерному лучу в атмосфере и усовершенствовать биомедицинские приборы", — говорится в сообщении Самарского университета.

Сравнение: традиционная оптика и метаповерхности