Naukowcy opracowali innowacyjną technikę, która umożliwia odchylanie promieniowania laserowego za pomocą samego powietrza. Nowa metoda, o której doniesiono w czasopiśmie Nature Photonics , polega na wytworzeniu niewidzialnej siatki powietrznej, która jest nie tylko odporna na uszkodzenia lasera, ale także zachowuje oryginalną jakość wiązki. Zespół badawczy złożył nawet wniosek o patent na swoją innowacyjną metodę.

Metoda polega na wykorzystaniu fal dźwiękowych do modulowania powietrza na drodze wiązki laserowej. Za pomocą specjalnych głośników badacze tworzą w powietrzu wzór gęstych i mniej gęstych obszarów, które tworzą pasiastą siatkę. Podobnie jak różne gęstości powietrza załamują światło w ziemskiej atmosferze, tak ten wzór gęstości działa jak siatka optyczna, która zmienia kierunek wiązki laserowej.

W porównaniu do odchyleń w atmosferze ziemskiej, metoda ta pozwala na znacznie dokładniejszą kontrolę promieniowania laserowego. Na właściwości sieci optycznej może wpływać częstotliwość i intensywność fal dźwiękowych. W testach laboratoryjnych badaczom udało się przekierować silny impuls lasera na podczerwień z 50-procentową wydajnością. Modele numeryczne pokazują, że w przyszłości możliwe są jeszcze wyższe wydajności.

Jednakże wdrożenie tej techniki wiąże się z pewnymi trudnościami. Aby osiągnąć zamierzone rezultaty, badacze musieli użyć specjalnych głośników o poziomie dźwięku około 140 decybeli, co odpowiada dźwiękowi silnika odrzutowego z odległości kilku metrów. Na szczęście dźwięk ten mieści się w zakresie ultradźwiękowym, więc jest niesłyszalny dla ludzkiego ucha.

Pomimo tych wyzwań zespół badawczy dostrzega w tej technologii ogromny potencjał w zakresie optyki o wysokich parametrach. W swoich eksperymentach naukowcy wykorzystali impuls lasera w podczerwieni o mocy szczytowej 20 gigawatów, co jest porównywalne z mocą około dwóch miliardów żarówek LED. Tego typu lasery dużej mocy są szeroko stosowane w przetwarzaniu materiałów, badaniach nad syntezą jądrową i akceleratorach cząstek.

Tradycyjnie zastosowanie zwierciadeł, soczewek i pryzmatów w zastosowaniach wymagających dużej mocy było ograniczone ze względu na ich wrażliwość na uszkodzenia powodowane przez wiązki laserowe dużej mocy. Ponadto często cierpi na tym jakość wiązki laserowej. Nowa metoda umożliwia jednak odchylanie wiązek laserowych w sposób pozwalający na zachowanie ich jakości bez kontaktu, co czyni ją obiecującym rozwiązaniem tych problemów.

Naukowcy uważają również, że zasadę akustycznej kontroli promieniowania laserowego w gazach można zastosować w przypadku innych elementów optycznych, takich jak soczewki i falowody. Otwiera to dalsze możliwości dla tej innowacyjnej techniki.

Nowa metoda wykorzystania fal dźwiękowych do odchylania światła lasera może zrewolucjonizować optykę o wysokiej wydajności. Tworząc niewidzialną siatkę z powietrza, badacze znaleźli sposób na odchylanie wiązek laserowych bez ich uszkadzania i zachowując ich pierwotną jakość. Odkrycie to może mieć znaczące implikacje dla różnych gałęzi przemysłu wykorzystujących lasery dużej mocy.