Учёные обнаружили, что лазерный луч способен формировать тень, что ставит под сомнение традиционные представления о тенях и открывает новые перспективы для применения технологий, в которых лазерные лучи контролируют друг друга.
«До сих пор полагали, что лазерный свет не может отбрасывать тень, так как лазерное излучение обычно не взаимодействует с другими источниками света. Наш эксперимент, демонстрирующий этот необычный оптический эффект, заставляет переосмыслить концепцию теней», — отметил Рафаэль А. Абрахао, руководитель исследовательской группы из Брукхейвенской национальной лаборатории.
Такое явление возникает в процессе нелинейной оптики, когда свет взаимодействует с материалом в зависимости от своей интенсивности и может оказывать влияние на другое оптическое поле. В эксперименте учёные использовали рубиновый кристалл и определенные длины волн. Мощный зелёный лазер проходил через рубиновый куб, освещаясь синим лазером сбоку. При попадании зелёного луча в рубин, он изменял реакцию материала на синюю длину волны, выступая как физический объект, а синий лазер выполнял роль освещения.
«Наше понимание сути теней развивалось в тандеме с познанием света и оптики. Это открытие может иметь полезное применение в различных инновациях, таких как оптическая коммутация и устройства, где свет воздействует на другие источники, или технологии, требующие точного контроля передачи света, как в случае мощных лазеров», — отметил Абрахао.
Идея этого эксперимента родилась при наблюдении за тем, как в некоторых программах 3D-визуализации изображается тень лазерного луча из-за его представления в виде цилиндра без учета физических свойств лазеров.
«Что началось как лёгкая беседа за обедом, переросло в обсуждение лазерной физики и нелинейных оптических свойств материалов. В результате мы решили провести эксперименты, чтобы продемонстрировать тень лазерного луча», — добавил Абрахао.
В результате взаимодействия двух световых источников на экране появилась тень, представляющая собой тёмную область, где зелёный лазер блокировал синий свет. Эта тень отвечала всем атрибутам: она была видна невооружённым глазом, следовала контурам поверхности, и её форма согласовывалась с лазерным лучом, выступающим как объект. Эффект лазерной тени объясняется оптическим нелинейным поглощением в рубине, где зелёный лазер усиливал оптическое поглощение синего луча, создавая зону с пониженной световой интенсивностью.
Источник: iXBT
