Ученые из Израильского технологического института Technion впервые продемонстрировали, что лазерное излучение можно получать путем взаимодействия света и водных волн.
Подобная технология может в будущем стать частью миниатюрных датчиков, сочетающих световые, звуковые и водные волны, отмечается в статье sciencedaily.com. Методика также имеет потенциал для микрожидкостных «лабораторий на чипе», используемых для изучения клеточной биологии и тестирования новых препаратов. Сейчас же водный лазер, описанный в статье Nature Photonics, дает специалистам площадку для рассмотрения взаимодействия света и жидкости на микроуровне.
Работа была организована студентами ИТИ Шмуэлем Камински, Леопольдо Мартином и Шайем Мааяни под руководством профессора Таля Кармона. По словам последнего, исследование стало первым «мостиком» между нелинейной оптикой и водными волнами, которые ранее считались несвязанными. Возможность создания лазерного излучения при взаимодействии света и жидкости ранее не рассматривалась из-за больших различий частот. Для поверхности воды она составляет около 1 000 колебаний в секунду, а для света – 1014 колебаний в сек. Разница негативно сказывалась на эффективности передачи энергии между средами.
Чтобы решить проблему, ученые создали устройство, в котором оптоволокно передает свет на маленькую каплю октана и воды. Световые и водные волны проходят друг через друга много раз (около 1 млн) внутри нее. В результате создается энергия, выходящая из капли в виде лазерного излучения.
Исследователи сравнили взаимодействие волн с эхом, которое позволяет слышать крик несколько раз. Чтобы усилить этот эффект в устройстве, они использовали очень прозрачную и текучую жидкость. Кроме того, капля воды значительно мягче материалов, используемых в современных лазерах. Следовательно, свет может оказывать на нее большее давление, приводя к деформации. Это позволит лучше контролировать излучение.