弯曲的激光束可以帮助驯服雷云

日期:2019-02-06 02:17:04 作者:邬谢 阅读:

作者:Colin Barras激光可能在现代社会的每个部分都有成千上万的应用,但所有激光束基本相似 - 单色和直色现在,美国物理学家通过创造第一个弯曲激光束帮助打破了这种模式这一壮举有一天可以帮助引导闪电到地面由图森的亚利桑那大学的Pavel Polynkin领导的光学研究人员从标准的钛蓝宝石系统产生了35飞秒长的激光脉冲直激光脉冲与标准激光器的不同之处在于它们覆盖了广泛的色彩频率而不是单一颜色然后每个脉冲通过透明的“相位图案”掩模和透镜,它们将激光脉冲一起分成其组成部分,而不是将音乐和弦分成其各自的音符普通激光束的强度分布在中心强度区域周围是对称的,但是掩模和透镜是专门设计的,以施加不寻常的不对称强度分布,从而产生所谓的艾里光束在艾里光束的右侧有一个强烈的明亮区域,左侧有一系列较小的,不太强烈的区域(见图)当脉冲远离透镜移动时,能量在不同强度区域之间流动由于潜在的不对称性,光束在其60厘米测量长度上向右弯曲约5毫米这不足以将光束发送到尖角,但是它们可以在微观应用中被引导到物体周围,例如细胞在脉冲的强烈弯曲峰值中存在如此强烈的电磁能量集中,其在空气行进时使空气电离,在其尾流中留下等离子弧奥兰多中佛罗里达大学的团队成员Demetrios Christodoulides说这些等离子弧可以帮助分析程序 “在此过程中产生的排放物表明了等离子体正在通过的气体成分,”他说以前,已使用直接等离子体通道来产生这些排放物,但所有排放物都被向前投射到同一地点然而,由于电弧的前向方向不断变化,所以发射将到达探测器上的不同点 “现在,因为排放来自弯曲的等离子体模式,你可以准确地确定它们来自哪里的气体,”Christodoulides说但瑞士日内瓦大学的JérômeKasparian没有参与这项研究,他认为激光脉冲产生的等离子通道可以在更大规模上发挥更大的功能同样在日内瓦的卡斯帕里安和让 - 皮埃尔沃尔夫试图利用等离子通道通过向雷云发射激光脉冲来控制雷击 2004年,Kasparian和Wolf将他们的等离子通道激光设备带入新墨西哥州的雷暴他们每秒向雷云发射10次直射激光脉冲,希望在激光脉冲唤醒中形成的高能等离子体通道会触发雷击,然后沿着等离子通道向下传播到地面,就像火车一样铁路轨道(Optics Express,DOI:10.1364 / OE.16.005757) “我们没有检测到触发的闪电,但我们确实检测到与激光脉冲同步的电活动,”Kasparian说他认为等离子体的能量太低而无法触发全部雷击,但研究人员认为他们可以通过修改系统来解决这个问题卡斯帕里安表示,未来,Christodoulides团队的工作可以与他结合,帮助将激光脉冲和等离子通道对准特定目标,例如云,尽管他指出也可以使用镜子引导激光脉冲 “但看到弯曲的雷电放电会很有趣,”他说期刊参考:科学(DOI:10.1126 / science.11​​69544)更多关于这些主题的信息: