Des scientifiques de l'Université de Samara, en collaboration avec des collègues de l'Académie des sciences de Russie, ont mis au point une nouvelle méthode de création d'éléments optiques qui peuvent être utilisés pour améliorer les dispositifs de transmission de données par faisceau laser dans l'atmosphère et les dispositifs biomédicaux. Les résultats de la recherche sont publiés dans Optics Express.
Des scientifiques russes ont développé une nouvelle approche de la construction de métasurfaces, sur la base de laquelle il est possible de créer des éléments optiques pour des dispositifs permettant de contrôler la polarisation et la phase des ondes électromagnétiques, ainsi que de créer des champs lumineux aux propriétés jusqu'alors inexplorées, y compris des faisceaux laser uniques.
«Nous avons développé un élément optique basé sur une métasurface et démontré son fonctionnement efficace: la formation et la focalisation simultanées d'un faisceau laser spécial avec une structure de polarisation vortex. Au foyer d'un tel faisceau, l'énergie lumineuse se propage partiellement vers la source, ce qui est impossible lors de la focalisation de faisceaux laser classiques », a commenté l'auteur de l'étude, professeur agrégé du département de cybernétique technique de l'Université de Samara Dmitri Savelyev.
Le scientifique a également noté que les métasurfaces d'ordre supérieur fournissent un grand reflux total d'énergie. Autrement dit, les faisceaux laser formés par des éléments polarisants résistent aux interférences résultant de la transmission d'informations dans divers milieux turbulents, par exemple dans l'atmosphère terrestre.
Le scientifique a expliqué que les métasurfaces réalisées permettent de créer de nouveaux types de pièges optiques. Ils fonctionnent comme un aspirateur: le reflux d'énergie près de l'axe optique force les particules à se déplacer vers la source.
De plus, selon les experts, en combinant un polariseur avec un élément de focalisation en un seul élément, il est possible de créer un grand reflux d'énergie à proximité de l'axe optique. Cela contribuera à améliorer les pinces optiques, la découpe et la gravure au laser en biologie, en médecine et en manutention, et à réduire le nombre d'éléments optiques dans les appareils.
«Le contrôle de polarisation permet la création de champs lumineux avec de nouvelles propriétés. En modifiant la structure du faisceau laser, vous pouvez modifier la nature de l'impact sur l'objet, ce qui est très important pour la découpe et la gravure laser dans le traitement des matériaux », a déclaré Dmitry Saveliev.
