Ученые из Университета Мэриленда давно подбираются к разгадке создания воздушного волновода, а буквально недавно им удалось провести успешный эксперимент, в ходе которого был побит мировой рекорд. Прямо в коридоре университетского корпуса они создали воздушный волновод для луча лазера длиной в 45 метров!
Это выглядит фантастикой на фоне прежнего рекорда, в котором длина волновода составила всего 70 сантиметров. Более того, исследователи заявляют, что волновод мог бы быть и длиннее, но его ограничила длина коридора. Ученые также сообщают, что у них есть рабочие «рецепты» для создания лазерных волноводов длиной до 1000 метров. Чтобы понять важность достижения физиков, нужно посмотреть, как сильно рассеивается свет лазерного луча в пространстве, одновременно теряя мощность.
Собранный на полпути луч без волновода (слева) и с волноводом (справа)
Эффективная передача информации с помощью лазера требует его максимальной фокусировки. Отличные результаты показывает оптическое волокно за счет разницы коэффициентов преломления сердечника и оболочки. Однако волновод можно организовать и в воздухе, если использовать достаточно мощные лазерные импульсы. Проходя сквозь воздух, импульсы создают плазму, делающую воздух менее плотным.
Это явление напоминает в миниатюре молнию и гром. Важно, что менее плотный слой воздуха вокруг лазерного луча работает как оболочка волновода за счет более низкого коэффициента преломления. Экспериментируя с различными цветами лазера, длинами волн и длительностями импульсов, можно найти эффективную конфигурацию для удержания лучей лазера в центре воздушного волновода.
