甜甜圈形激光空中造出長“光纖”

  ICC訊 美國科學家在最新一期《物理評論X》雜志上發表論文稱，通過朝空氣中發射一束甜甜圈形狀的強大激光，他們制造出了一種光脈沖，其作用類似光纖，能將數據傳輸45米，相關技術最終可用于檢測數公里外的放射性物質。

  像激光一樣，密集的光束也可傳輸信息和能量，但這些光束在行進時往往會變寬，使信息和能量丟失。因此，當用于通信時，此類光束通常被局限于玻璃管或光纖內，但強烈的光脈沖會熔化光纖。在最新研究中，馬里蘭大學研究人員在空氣中制造出了一種“光纖”。

  為將空氣塑造成名為“空氣波導”的纖維狀結構，研究團隊使用了一束持續時長僅300萬億分之一秒的強大激光，這種激光能加熱并讓空氣顆粒重新排列，使空氣以與傳統光纖壁相同的方式反射任何后續光束。第一束激光發射后，空氣波導被卡在周圍，研究人員隨后發射第二束激光，其持續時長為第一束激光的1000倍，最終從空氣中制造出了長45米的“光纖”。

  2014年，研究團隊使用不同激光，制造出了僅70厘米的空氣波導，他們此次利用甜甜圈狀激光束，將空氣波導的長度增加了近65倍。研究人員稱，最新方法可用來制造千米長的空氣波導。

  但法國巴黎理工學院奧雷利安·烏阿爾表示，要實現上述目標需要能量更高的激光及完全均勻且對稱的甜甜圈光束，這不僅耗費巨資，且在技術上極具挑戰性。2023年1月，烏阿爾團隊利用激光制造出了一個空氣波導，捕捉并引導光線，從空氣中制造出了避雷針。

  研究人員表示，長空氣波導可用于遠程探測放射性物質。當被波導照射時，這些放射性物質發出的輻射會變得非常強大，使遠程探測器能辨別出來。