Может ли звук управлять светом? В наше время все может быть, даже такое!

• На данное время ученые научились в лаборатории управлять световым потоком с помощью акустических волн.

P/S: (На данное время ученые научились в лаборатории управлять световым потоком с помощью акустических волн. )

Вопрос на который до последнего времени дать точный ответ было просто не возможно. Хоть кричи, хоть не кричи, но при существующих стандартных условиях звук на свет не влияет! До поры до времени было именно так, пока условия не изменились, а изменили их ученые из Иллинойса. На практике им удалось не только управлять потоком фотонов, но и несколько замедлять их скорость и менять направление. Если бы не краткий экскурс, то можно было бы подумать, что у физиков оказалась специальная мантра и они с ее помощью управляют стихией:) На самом то деле фантастикой тут не пахнет, все вполне реально. Физики в своих экспериментах продвигались в рамках существующих законов нашего Мира. Но все же есть одно «НО», звуковые волны могут воздействовать на свет. В будущем возможно придумают нечто подобное звуковой модуляции светового импульса, может что либо еще интереснее! Теперь кратко про сам принцип работы. Ученые с мировым именем давно изучают распространение волн в разных средах, изучают их поведение на границе среды. Большой вклад в изучение распространения звуковых волн в прозрачной среде сделал ученый Леонид Мандельштам. Им на практике было показано, что звуковые волны в прозрачной среде световые потоки могут рассеивать. Ученый доказал, что звук в некоторых точка среды меняет ее плотность, как следствие и коэффициент преломления меняется. Световой поток таким образом на выходе из среды частично ослабевает. Такой вот уникальный опыт взаимодействия звука и света в прозрачной среде назвали именем ученого «эффект Мандельштама-Бриллюэна». На практике можно увидеть что в тумане свет от фар автомобиля рассеивается, а вот если вы включили колонки с усилителем, то музыка не рассеивает свет от софитов на дискотеке. Если же взять монохроматический лазер, то эффект можно зафиксировать. Любой лазерный луч это обычная электромагнитная волна определенной длинны, в зависимости от длинны волны изменяется его цвет. Если красный лазерный луч, то у него то длинная волны излучения будет отличатся от такого же синего лазера. Для эксперимента взяли обычное оптическое волокно, по которому передают данные. Меняя интенсивность луча, можно на выходе получать закодированное послание. По одному оптическому проводнику можно посылать сотни лучей разной интенсивности и разной длинны волны и на выходе их успешно отфильтровывать детектировать и отделять полученную информацию. Проще, каждый дополнительный канал передачи данных это новый пучок света иной, отличной длинной волны. Все как с радиоволнами, там увеличив мощность в 4 раза мы увеличиваем дальность приема в два раза, так сказать потери на среду, но наоборот. Лазерный луч нельзя увеличивать по силе до бесконечности, на определенном этапе он начнет рассеиваться и потери будут расти, качество передачи падать. Это эффект Мандельштама-Бриллюэна в действии. Есть выверенная оптимально возможная мощность излучателя передающей головки. Если нужно передавать на большие расстояния, то по пути просто ставят усилители, но не делают изначально больший по мощности промодулированный световой поток. В идеале, если увеличивать и увеличивать силу источника, то на каком то этапе лазерный луч просто отразится от среды в проводнике и не пойдет по нему вовсе. Теперь вернемся к статье про открытие физиков из Иллинойса, что они сделали? Они к оптоволокну привязали стеклянную сферу. Такая конструкция называется кольцевой оптический резонатор. Луч попадая по стекловолокну в сферу там начинает отражаться от стенок и оказывается в ловушке. С другой стороны по еще одному световоду пустили лазерный луч несколько иной длинны волны. Подбор сделан был так, чтоб разница по частоте оказалась такой как поданный звуковой импульс к самой сфере. В результате, получилось, что с одной стороны луч проходит, а с другой луч теряется. Два луча и акустические волны в среде взаимодействуют, имеет место быть эффект Мандельштама-Бриллюэна. Но самое важное то, что эффект позволяет одному из лучей проходить через резонатор. На основе такого вот опыта ученые создали несколько оптических приборов для оптоволоконной связи и будущих оптических компьютеров, один называется циркуляртор, и ему противоположенный изолятор. На данное время такие устройства есть, но работают они не экономно, в основе используется принцип Фарадея, влияние магнитного поля в материале на прохождение светового потока. Новая же система более экономна и менее энергозатратна. Вот такое уникальное открытие сделали ученые, в будущем оно позволит ближе подойти к созданию оптического компьютера.
По материалам: Engineering at Illinois
<<< главная >>>
<<<< назад >>>>

У нас ищут!

Новости науки

NEWS