Лазерный мир

Словенские исследователи сделали новый шаг вперед, превратив мыльные пузыри в источники лазерного излучения и использовав их структуру для создания датчиков давления и электрического поля. Этот прорыв раскрывает неожиданный потенциал повседневных материалов для перспективных научных приложений. Одним из конкретных применений является создание высокочувствительных датчиков. Физики уже много лет изучают мыльные пузыри, привлеченные их замечательными геометрическими свойствами как минимальных поверхностей, способом их колебания и великолепными интерференционными картинами, образующимися на их поверхности. На этом фоне в Люблянском университете (Словения) был сделан удивительный прорыв: мыльные пузыри превращены в лазеры!

Это достижение, сочетающее в себе простоту и инновации, может принести пользу технологиям обнаружения и измерения. Оно также демонстрирует, как повседневные предметы могут быть переосмыслены для использования в научных целях. Подробности опубликованы в журнале Physical Review X. Пузыри превращаются в лазеры? Мыльные пузыри, которые часто ассоциируются с их хрупкой природой и мимолетной эстетикой, были заново изобретены Матьяжем Хумаром и Залой Поточник, исследователями из Люблянского университета. Их превращение в лазеры представляет собой инновационный процесс, который начинается с добавления флуоресцентного красителя в мыльный раствор, традиционно используемый для создания пузырей. Этот этап очень важен, поскольку краситель играет ключевую роль в генерации лазерного луча. После того как пузырьки сформированы, они подвергаются воздействию источника света. В результате облучения через краситель и характеристики мыльного пузыря формируется более концентрированный пучок света (лазер). Сам мыльный пузырь действует как полость, пространство, внутри которого свет может отражаться. Это внутреннее отражение является основой работы лазера. В традиционных лазерах эта полость часто формируется зеркалами, расположенными на противоположных концах. Внутренняя поверхность пузырька действует как естественное зеркало, позволяя свету отражаться внутри пузырька. Такое многократное отражение необходимо для увеличения интенсивности лазерного луча. Наконец, оптическая обратная связь поддерживает и стабилизирует свет внутри полости. В лазерах на мыльных пузырях этот механизм естественным образом интегрирован благодаря сферической форме пузыря, что позволяет свету циркулировать непрерывно и усиливаться с каждым проходом.

Пузырьковые лазеры, обладающие тонкой и точной структурой, позволяют обнаруживать мельчайшие изменения основных параметров лазера. Например, небольшое изменение давления может привести к едва заметному изменению размера или формы пузырька, что сразу же может быть обнаружено измерительной системой, работающей на основе лазерного луча. Авторы поясняют, что их лазеры могут измерять изменения давления до 0,001% от атмосферного и обнаруживать мельчайшие электрические поля. Мигель Бандрес из Университета Центральной Флориды подчеркивает оригинальность этого подхода: «Они творчески объединили концепцию кольцевых микролазеров с совершенно новой платформой, открывающей путь к множеству новых применений». Этот прорыв может внести значительный вклад в область сенсоров и даже открыть путь к прямым технологическим инновациям.

Источник: https://new-science.ru/iz-mylnyh-puzyrej-poluchajutsya-vysokotochnye-lazery/