Znanstvenici sa Sveučilišta Samara zajedno s kolegama s Ruske akademije znanosti razvili su novu metodu za stvaranje optičkih elemenata koji se mogu koristiti za poboljšanje uređaja za prijenos podataka laserskim snopom u atmosferu i biomedicinskih uređaja. Rezultati istraživanja objavljeni su u Optics Express.
Ruski znanstvenici razvili su novi pristup konstrukciji metapovršina, na temelju kojeg je moguće stvoriti optičke elemente za uređaje koji omogućuju kontrolu polarizacije i faze elektromagnetskih valova, kao i stvaranje svjetlosnih polja s prethodno neistraženim svojstvima, uključujući jedinstvene laserske zrake.
„Razvili smo optički element koji se temelji na meta površini i pokazao je njegov učinkovit rad: istovremeno stvaranje i fokusiranje posebne laserske zrake s vrtložnom polarizacijskom strukturom. U fokusu takvog snopa svjetlosna energija se djelomično širi prema izvoru, što je nemoguće kada se fokusiraju klasične laserske zrake”, komentirao je autor studije, izvanredni profesor na Odjelu za tehničku kibernetiku na Sveučilištu Samara Dmitrij Savelyev.
Znanstvenik je također primijetio da metasurfije višeg reda pružaju velik ukupni povratni protok energije. Odnosno, laserske zrake oblikovane polarizacijskim elementima otporne su na smetnje nastale pri prijenosu informacija u raznim turbulentnim medijima, na primjer, u Zemljinoj atmosferi.
Znanstvenik je objasnio da realizirane meta-površine omogućuju stvaranje novih vrsta optičkih zamki. Djeluju poput usisavača: povratni tok energije u blizini optičke osi prisiljava čestice da se kreću prema izvoru.
Osim toga, prema mišljenju stručnjaka, kombiniranjem polarizatora s elementom za fokusiranje u jednom elementu moguće je stvoriti veliki povratni tok energije u blizini optičke osi. To će pomoći poboljšati optičke pincete, lasersko rezanje i graviranje u biologiji, medicini i rukovanju materijalima, a smanjit će se broj optičkih elemenata u uređajima.
„Polarizacijska kontrola omogućuje stvaranje svjetlosnih polja s novim svojstvima. Promjenom strukture laserskog snopa možete promijeniti prirodu udara na objekt, a to je vrlo važno za lasersko rezanje i graviranje u obradi materijala”, rekao je Dmitrij Saveliev.