Лазерный мир

Разработан первый в мире антилазер для идеального поглощения волн в конденсате Бозе-Эйнштейна из ультрахолодных атомов. Полученные результаты можно использовать для того, чтобы управлять сверхтекучими токами, создавать атомные лазеры и изучать нелинейные оптические системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, сообщает пресс-релиз Университета ИТМО, поступивший в редакцию Indicator.Ru.

Идеальное поглощение волн (то есть полное, без отражения) случается, только если совпадают определенные свойства волн и поглощающей системы. Достичь этого можно с помощью специальных устройств — антилазеров. Их уже несколько лет используют в оптике, например, для создания высокоточных фильтров или сенсоров. Однако до сих пор было неясно, возможно ли такое поглощение в более сложных, нелинейных, системах. С помощью таких систем можно управлять частотой волны и формой светового пучка, при этом не теряя интенсивности света. Это может пригодиться для создания оптических компьютеров.

Ученые из России, Германии и Португалии впервые получили антилазер для волн, распространяющихся в нелинейной среде. В экспериментах ученые использовали конденсат Бозе-Эйнштейна из ультрахолодных атомов. Это особое состояние, в которое переходит вещество, если его охладить до температур, близких к абсолютному нулю. В таких условиях газ, содержащий примерно 50 тысяч атомов, «конденсируется», то есть все атомы начинают вести себя как одно облако, в котором могут распространяться волны.

Чтобы «поймать» конденсат, ученые использовали периодическую оптическую ловушку из двух лазерных лучей. Если облучить пучком электронов центральную ячейку такой ловушки, атомы «утекают» из нее. При этом атомы из соседних ячеек направляются к центральной, стремясь восполнить утечку. Получаются два потока вещества, направленных к центру. В центральной ячейке они встречаются и поглощаются идеально, то есть без отражения.

Схема эксперимента Пресс-служба ИТМО

По словам авторов, их идею можно использовать и в других системах, например в нелинейных оптических волноводах и даже при работе с акустическими волнами. Например, можно сделать устройство, которое будет поглощать звук определенной частоты. В ближайшее время авторы планируют рассмотреть нелинейные оптические систем, где вместо атомов будут фотоны.

Источник: https://indicator.ru/news/2018/08/10/antilazer-boze-ejnshtejna/