Физики научились управлять светом с помощью плазмы

Группа американских исследователей из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса на протяжении нескольких лет работала над проектом реализации реакции термоядерного синтеза путем сжатия вещества мощными лазерными импульсами. Еще недавно лучи контролировались особыми лазерно-индуцированными структурами в плазме, которые выступают как системы мощных зеркал. Однако для успешного проведения эксперимента требовалась также найти способ управления поляризацией интенсивных пучков.

Известно, что возможность управления световой поляризацией является важным фактором в различных экспериментальных установках, где изучается свет. Но на практике часто получалось так, что мощные лазеры просто разрушали устройства поляризации. Чтобы решить проблему, американские физики предложили изменить поляризацию пучка, соединив его с другим пучком луча внутри плазмы. Поскольку плазма уже сама по себе является разрушенной субстанцией, то интенсивные лазерные лучи никак не могут повредить ее.

В своем эксперименте ученые изучали так называемый «пробный» луч, находящийся в плазме и совпадающим с другим, более мощным, лучом «накачки». Оба луча распространялись в горизонтальной плоскости в одном и том же направлении. Каждый луч имеет свое поле, которое «раскачивает» электроны и ионы плазмы. Поскольку поле характеризуется постоянным изменением направления, то средняя сила, которая воздействует на заряженные частицы, не отличается от нуля. В то же время если работают оба луча одновременно, то из-за их интерференции имеют место минимум и, соответственно, максимум электрического поля. Пространственные изменения электрического поля способны менять и плотность плазмы. Однако свойства первоначального «пробного» луча в свою очередь также оказываются под влиянием изменений плазмы, при этом луч сам является инициатором вариаций плотности.

Для управления поляризацией «пробного» луча ученые предложили два способа, подразумевающих использование волн плотности. В первом случае для луча «накачки» подбирается такая частота, при которой итоговый сигнал возбуждает волну плазмы. Во время прохождения «пробного» потока через волну плотности плазмы при наличии второго луча «накачки» параметры первого луча буду изменяться в соответствии с параметрами луча «накачки», и «пробный» поток ослабится. Наблюдать такой эффект возможно только в том случае, если направление поляризации обоих потоков будет параллельным.

Во втором случае оба луча подбираются таким образом, чтобы их частоты совпадали. В результате разница плотности в статической плазме ослабляет поляризованный вертикально свет в сравнении с другим, горизонтально поляризованным, пучком. Такая особенность может применяться для изменения угла поляризации и замены света линейной поляризации на свет с круговой поляризацией.

Комментарии: (0)

Пока комментариев нет, вы можете стать первым!

Sponsor

Sponsor