Что такое лазер? Лазер представляет собой некое устройство, с высокой
эффективностью преобразующее подводимую энергию в энергию монохромного и
когерентного светового излучения. Так а что же такое анти-лазер?
Логично предположить, что это устройство, выполняющее обратную функцию,
т.е. поглощающее световое излучение с высокой эффективностью. Именно
такой полностью работоспособный анти-лазер создали ученые-физики
Йельского университета. Их устройство способно высокоэффективно
поглотить два луча падающего света, которые смешиваясь в "недрах"
анти-лазера, полностью уравновешивают и подавляют друг друга.
Предполагается, что это устройство может проложить путь появлению
совершенно новых и необычных оптических технологий, которые найдут
применение во многих областях, от оптических квантовых вычислений до
радиологического контроля.
Анти-лазер, имеющий научное название Coherent Perfect Absorber (CPA),
является детищем группы ученых, возглавляемых профессором физики
Йельского университета Дугласом Стоуном (A. Douglas Stone), и группы
физиков-экспериментаторов, возглавляемых Хьюи Као (Hui Cao).
Принцип работы анти-лазера заключается в том, что два луча когерентного
света определенной длины волны попадают в некую полость, содержащую
кремниевую пластину, выступающую в качестве поглотительной среды. Эта
пластина отражает падающий свет таким образом, что фотоны света
становятся пойманными в ловушку и, беспорядочно перемещаясь внутри
полости, они поглощаются и преобразуются в тепло.
В теории новый анти-лазер способен поглотить 99.999 процентов
падающего света, однако, из-за технологических ограничений и
погрешностей, допущенных при изготовлении, опытный образец CPA способен
поглотить всего 99.4 процента падающего света. "CPA, который мы
изготовили, является всего лишь устройством, доказывающим верность нашей
теории и принципов" — объясняет Стоун. — "Я уверен, что изготавливая
новый, более сложный CPA, мы вплотную приблизимся к теоретическому
пределу".
Первый опытный CPA имеет размер около одного сантиметра. Но
построенные компьютерные модели показали, что возможно создание совсем
крошечных анти-лазеров, размером около 6 микрон, что в двадцать раз
меньше толщины человеческого волоса. Помимо этого будущие анти-лазеры
будут в состоянии помимо света видимого диапазона эффективно поглощать
инфракрасный свет того диапазона, который широко используется в
различном коммуникационном оптоволоконном оборудовании.
Такие CPA могут стать ключевыми элементами, своего рода оптическими
переключателями и оптическими транзисторами, на основе которых будут
создаваться квантовые и оптические компьютеры, датчики и другие
компоненты, в которых свет будет выполнять ту же роль, что и
электричество в современных электронных устройствах. Еще одной областью
применения CPA может стать область радиологических измерений и контроля,
в которой анти-лазеры будут играть роль высокочувствительных датчиков,
регистрирующих любое электромагнитное или ионизирующее излучение.
