Группа физиков из
ЮАР представила описание устройства, которое способно решить проблему
фокусировки мощных пучков лазерного излучения. Статья ученых
опубликована в журнале Nature Communications.
Так как даже
специальные сорта оптического стекла оплавляются и растрескиваются из-за
нагрева лазером, ученые предложили обойтись вовсе без стекол. Роль
линзы выполняет пламя горелки заданной конфигурации.Авторы
изобретения подчеркивают, что идея использовать для управления пучками
света нагретый газ пришла в голову другим ученым, и прототипы подобных
устройств давно известны специалистам. Однако небольшой коэффициент
преломления нагретых газов вкупе с достигавшейся в прошлых экспериментах
геометрией системы приводил к тому, что газовые линзы имели очень
большое фокусное расстояние и из-за этого были практически бесполезны.
Замена струи нагретого газа пламенем горелки позволила добиться
четырехкратного улучшения фокусирующей способности и при этом обеспечила
на порядки большую по сравнению со стеклянными линзами стойкость к
излучению. Разработка южноафриканских исследователей выдерживает
излучение в сотни или даже тысячи раз более интенсивное, чем лучшие
образцы стеклянных линз.
Созданное
физиками устройство представляет собой полый цилиндр, в который вдоль
продольной оси направлен луч лазера. Под углом к лучу располагается
газовая горелка, пламя которой внутри цилиндра формирует вихрь
раскаленного газа. Устройство, как замечают авторы, отличается простой и
неприхотливой конструкцией. Цилиндру, в отличие от стеклянной линзы, не
требуется ни полировка, ни нанесение специальных просветляющих
покрытий. Даже после перегрева ему достаточно просто дать остыть, в то
время как перегретым традиционным линзам требуется довольно сложное
восстановление.
