Guiar los láseres hacia donde deben ir es una parte clave del sistema óptico, y ahora los ingenieros de DESY han desarrollado una forma de doblar el rayo láser sin tocar nada. Una rejilla invisible hecha de aire que utiliza principios acústicos puede desviar la luz.
En los sistemas ópticos, la luz láser normalmente se redirige a través de lentes y espejos, pero en situaciones de alta energía, como los láseres utilizados en el procesamiento de materiales, aceleradores de partículas o investigación de energía de fusión, es posible que estas piezas frágiles deban reemplazarse con frecuencia.
Christoph Heyl, investigador principal del nuevo proyecto, afirma: "En este rango de potencia, las propiedades materiales de espejos, lentes y prismas limitan enormemente su uso. En aplicaciones prácticas, estos elementos ópticos pueden dañarse fácilmente con rayos láser potentes. Además, la calidad del rayo láser también puede verse afectada. Por el contrario, hemos desviado con éxito el rayo láser sin contacto, garantizando así la calidad del rayo láser".
La alternativa del equipo DESY es utilizar principios acústicos para esculpir el aire. Las ondas sonoras son esencialmente cambios en la presión del aire, por lo que subir el volumen lo suficiente puede crear ondas sonoras lo suficientemente potentes como para levitar objetos o, en este caso, manipular la luz misma.
Los investigadores utilizaron un par de parlantes ultrasónicos uno frente al otro para crear bolsas de aire más denso o de menor densidad, creando un patrón de rejilla rayada. Cuando un rayo láser infrarrojo pasa a través de esta rejilla, la eficiencia de desviación de la luz supera el 50%. El equipo dice que se podrían lograr eficiencias aún mayores con más trabajo.
En estas pruebas se utilizan equipos bastante potentes: los láseres tienen una potencia de hasta 20 gigavatios y los altavoces deben alcanzar un volumen de 140 decibeles, que es el volumen de un motor a reacción a pocos metros de distancia. Pero afortunadamente, al ser ultrasonido, el oído humano no puede detectarlo.
El equipo dice que esta técnica podría servir como un cambio rápido para los láseres, y en trabajos futuros se podría intentar formar formas distintas a las rejillas, incluidas lentes y guías de ondas. Además, no es necesario limitarlos al aire normal. "
"Primero probamos nuestra tecnología con aire normal", dijo Haier. "A continuación, también utilizaremos otros gases para aprovechar otras longitudes de onda, otras propiedades ópticas y geometrías".
La investigación fue publicada en la revista Nature Photonics.