Лазерные импульсы прогревают воздух, образуя полость со сравнительно низкой температурой внутри. Разница показателей преломления формирует эффект, подобный оптическому волокну, что уменьшает потери при передаче сигнала.
Оптоволоконные кабели передают цифровой сигнал с малыми потерями. В их основе — стеклянная или пластиковая жила, покрытая оболочкой с меньшим показателем преломления. Такая конструкция позволяет фотонам двигаться по сердцевине, используя эффект… полного внутреннего отражения, и практически не рассеиваться по пути.
Команда профессора Говарда Мильчберга из Мэрилендского университета ещё несколько лет назад… продемонстрировалаТехнология создания аналога оптоволокна из воздуха с помощью специально обработанных лазерных импульсов получила существенные улучшения. Ученым удалось увеличить длину «воздушного оптоволокна» до 50 метров. статья принята к публикации в журнале Physical Review X.
Для создания невидимого кабеля по сложной оптической системе направляют лазерные лучи, придавая им форму бубликов. Высокая частота импульсов складывает отдельные «бублики» в длинную полую трубку. Воздух внутри сохраняет исходную температуру, а оболочка, сквозь которую проходят импульсы, разогревается. Благодаря этому коэффициент преломления сердцевины такого «кабеля» выше, чем в «оболочке», что обеспечивает проведение сигнала.
Физики ранее смогли продемонстрировать работоспособность этого подхода, создав «воздушное оптоволокно» длиной менее метра. Эффективность его работы не так велика, как у настоящего кабеля: сигнал на выходе был всего в полтора раза сильнее, чем при простой передаче по воздуху. Однако при увеличении дистанции этот выигрыш становится более заметным. Теперь, благодаря улучшенной оптической системе и мощным лазерам, авторы добились показателя в 50 метров, что достаточно для некоторых практических применений.
Ученые считают дальнейшее увеличение «кабеля» вопросом техники, и вскоре проведут эксперименты с более мощными лазерами. Это даст возможность получить «оптоволокно» длиной около километра. Такие невидимые каналы можно использовать для оперативной организации связи на близких расстояниях или определения химического состава объектов без приближения к ним.