Polscy naukowcy ujarzmiają światło! Przełomowa technologia może zrewolucjonizować lasery!
Polscy naukowcy we współpracy z francuskim ośrodkiem badawczym dokonali przełomu, który może odmienić oblicze nowoczesnej fotoniki i technologii laserowych. Zespół z Uniwersytetu Warszawskiego, Wojskowej Akademii Technicznej oraz Institut Pascal przy Université Clermont Auvergne opracował nową metodę wykorzystania cholesterycznych ciekłych kryształów w mikrownękach optycznych. Ich badania, opublikowane w renomowanym czasopiśmie „Laser & Photonics Reviews”, pokazują, jak światło można kontrolować z niespotykaną dotąd precyzją.
Opracowana platforma badawcza pozwala nie tylko formować, ale też dynamicznie przestrajać kryształy fotoniczne z wbudowanym sprzężeniem spin-orbita. Co więcej, naukowcom udało się uzyskać kontrolowaną emisję laserową, co otwiera drogę do zastosowań w fotonice topologicznej – dziedzinie, która od lat uważana jest za klucz do rozwoju niezwykle wydajnych układów optycznych. Dzięki zastosowaniu spiralnych struktur ciekłokrystalicznych badacze stworzyli środowisko, w którym fotony mogą zachowywać się jak cząstki z masą.
Sekret tkwi w strukturze cholesterycznej – przypominającej spiralnie skręconą helisę, podobną do nici DNA. Każda warstwa tego materiału składa się z niemal równolegle ułożonych molekuł, a ich kierunek zmienia się stopniowo z warstwy na warstwę. Taki układ pozwala na niezwykle precyzyjne manipulowanie światłem i jego właściwościami – coś, co jeszcze niedawno pozostawało wyłącznie w sferze teorii.
Kluczową rolę w całym procesie odgrywają mikrownęki optyczne, które ograniczają swobodę ruchu światła w jednym wymiarze. W wyniku tego fotony zaczynają wykazywać cechy typowe dla cząstek posiadających masę. Co więcej, zastosowanie periodycznego potencjału przestrzennego – związanego z geometrią helisy – umożliwia jeszcze bardziej zaawansowane manipulacje zachowaniem światła, przenosząc badania na zupełnie nowy poziom.
Technologiczne podstawy całego układu zostały opracowane przez zespół z Wojskowej Akademii Technicznej pod kierunkiem prof. Wiktora Piecka. Struktury helikalne zostały opracowane przez prof. Evę Oton, a same mikrownęki wytworzyli dr inż. Przemysław Morawiak i dr inż. Rafał Mazur. To właśnie połączenie międzynarodowego doświadczenia i lokalnej inżynierii pozwoliło osiągnąć rezultaty, które mogą już wkrótce przełożyć się na praktyczne zastosowania w precyzyjnych laserach czy nowoczesnych układach optoelektronicznych.
Źródło: Uniwersytet Warszawski
Czytaj też: Najstarsze egipskie DNA odkryte! Naukowcy ujawniają zaskakujące powiązania z Mezopotamią sprzed 4800 lat!
Grafika tytułowa: Arkadius Bies / Unsplash
