Ізраїльські вчені продемонстрували метод отримання лазерного випромінювання при взаємодії світла і краплі води.
Класичний спосіб отримати лазерне випромінювання – «накачати» енергією робоче тіло і опромінювати його фотонами. Якщо ці фотони будуть нести ту ж енергію, що і надлишок, накопичений атомами робочого тіла, то це призведе до виникнення вимушеного випромінювання: атоми випустять нові фотони тих же характеристик, що вихідний. Однак метод, запропонований фізиком з ізраїльського технологічного інституту Technion Леопольдо Мартіном (Leopoldo Martin) і його колегами, помітно відрізняється від цієї схеми.
«Робочим тілом» в їх системі виступає крихітна крапля води з додаванням октану. Поверхня рідини постійно «хвилюється» на мікроскопічному рівні, здійснюючи тисяч коливань в секунду. Це, зрозуміло, на багато порядків нижче частоти коливань електромагнітного випромінювання. Проте вчені, зваживши таку краплю у своїй установці, підводили до неї світло світловодом. Його характеристики були підібрані так, щоб світлова хвиля, багаторазово оббігаючи поверхню краплі, знову і знову проходила по ній, встигаючи багаторазово (близько мільйона разів) взаємодіяти з хвилею коливань самої краплі – поки накопичена енергія, нарешті, не розряджається вимушеним випромінюванням.
За словами авторів, ці взаємодії нагадують багаторазове ехо, яке метається між стінами ущелини. Щоб полегшити рух світла, рідина в краплі повинна бути максимально чистою і текучою (не в’язкою) – і поки що їй далеко по зручності, надійності і простоті до сучасних напівпровідникових лазерів. Однак у теорії «концепт», показаний ізраїльськими фізиками, може знайти масу корисних застосувань.
Так, у статті, опублікованій в журналі Nature Photonics, Мартін і його співавтори помічають, що вода – речовина легко деформована, і в майбутньому точний контроль над розмірами і формою краплі дозволить отримати лазер, характеристики випромінювання якого швидко змінюються в потрібну нам сторону.