Hướng dẫn tia laze đến nơi chúng cần đến là một phần quan trọng của hệ thống quang học và hiện nay các kỹ sư của DESY đã phát triển một cách để bẻ cong chùm tia laze mà không cần chạm vào bất cứ thứ gì. Một cách tử vô hình làm bằng không khí sử dụng nguyên lý âm học có thể làm chệch hướng ánh sáng.
Trong các hệ thống quang học, ánh sáng laser thường được chuyển hướng qua thấu kính và gương, nhưng trong các tình huống năng lượng cao, chẳng hạn như tia laser dùng để xử lý vật liệu, máy gia tốc hạt hoặc nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch, những bộ phận mỏng manh này có thể cần phải được thay thế thường xuyên.
Christoph Heyl, nhà nghiên cứu chính của dự án mới, cho biết: "Trong dải công suất này, tính chất vật liệu của gương, thấu kính và lăng kính đã hạn chế rất nhiều việc sử dụng chúng. Trong ứng dụng thực tế, các thành phần quang học này có thể dễ dàng bị hư hỏng. Ngoài ra, chất lượng của chùm tia laser cũng bị ảnh hưởng. Ngược lại, chúng tôi đã làm lệch hướng thành công chùm tia laser mà không cần tiếp xúc, do đó đảm bảo chất lượng của chùm tia laser. "
Phương án thay thế của nhóm
DESY là sử dụng các nguyên lý âm học để tạo ra không khí. Sóng âm thanh về cơ bản chỉ là sự thay đổi áp suất không khí, do đó, việc tăng âm lượng đủ lớn có thể tạo ra sóng âm thanh đủ mạnh để nâng các vật thể hoặc trong trường hợp này là điều khiển chính ánh sáng.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một cặp loa siêu âm đối diện nhau để tạo ra các túi không khí đậm đặc hơn hoặc mật độ thấp hơn, tạo ra kiểu cách tử sọc. Khi chùm tia laser hồng ngoại đi qua cách tử này, hiệu suất làm lệch ánh sáng vượt quá 50%. Nhóm nghiên cứu cho biết thậm chí có thể đạt được hiệu quả cao hơn nếu tiếp tục nghiên cứu.
Các thử nghiệm này liên quan đến thiết bị khá mạnh - tia laser có công suất lên tới 20 gigawatt và loa cần đạt âm lượng 140 decibel, bằng âm lượng của động cơ phản lực cách đó vài mét. Nhưng may mắn thay, vì là sóng siêu âm nên tai người không thể phát hiện được.
Nhóm nghiên cứu cho biết kỹ thuật này có thể đóng vai trò như một công tắc nhanh cho tia laser và công việc trong tương lai có thể cố gắng tạo ra các hình dạng khác ngoài cách tử, bao gồm thấu kính và ống dẫn sóng. Ngoài ra, chúng không cần phải giới hạn ở không khí thông thường. "
Haier cho biết:"Đầu tiên, chúng tôi đã thử công nghệ của mình với không khí thông thường. Tiếp theo, chúng ta sẽ sử dụng các loại khí khác để tận dụng các bước sóng khác, các tính chất quang học và hình học khác. "
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Photonics.