甜甜圈形激光空中造出长“光纤”，可用于检测数公里外放射性物质
2023-02-01 15:50:50 - 中国科技网
科技日报记者 刘霞
美国科学家在最新一期《物理评论X》杂志上发表论文称，通过朝空气中发射一束甜甜圈形状的强大激光，他们制造出了一种光脉冲，其作用类似光纤，能将数据传输45米，相关技术最终可用于检测数公里外的放射性物质。
像激光一样，密集的光束也可传输信息和能量，但这些光束在行进时往往会变宽，使信息和能量丢失。因此，当用于通信时，此类光束通常被局限于玻璃管或光纤内，但强烈的光脉冲会熔化光纤。在最新研究中，马里兰大学研究人员在空气中制造出了一种“光纤”。
为将空气塑造成名为“空气波导”的纤维状结构，研究团队使用了一束持续时长仅300万亿分之一秒的强大激光，这种激光能加热并让空气颗粒重新排列，使空气以与传统光纤壁相同的方式反射任何后续光束。第一束激光发射后，空气波导被卡在周围，研究人员随后发射第二束激光，其持续时长为第一束激光的1000倍，最终从空气中制造出了长45米的“光纤”。
2014年，研究团队使用不同激光，制造出了仅70厘米的空气波导，他们此次利用甜甜圈状激光束，将空气波导的长度增加了近65倍。研究人员称，最新方法可用来制造千米长的空气波导。
但法国巴黎理工学院奥雷利安·乌阿尔表示，要实现上述目标需要能量更高的激光及完全均匀且对称的甜甜圈光束，这不仅耗费巨资，且在技术上极具挑战性。2023年1月，乌阿尔团队利用激光制造出了一个空气波导，捕捉并引导光线，从空气中制造出了避雷针。
研究人员表示，长空气波导可用于远程探测放射性物质。当被波导照射时，这些放射性物质发出的辐射会变得非常强大，使远程探测器能辨别出来。