Rechtlijnige voortplanting met constante snelheid in de vrije ruimte is een basiskenmerk van licht. In een recente studie gepubliceerd in Communicatiefysica , onderzoekers van de Universiteit van Osaka ontdekten het fenomeen van heen en weer gaande voortplanting van de intensiteit van laserpulsen in de vrije ruimte.

Spatiotemporele koppelingen zijn recentelijk gebruikt om licht te produceren met instelbare groepssnelheid, richting, en traject in de vrije ruimte. Bijvoorbeeld, de vliegende focus (een bewegende laserpulsintensiteit in de verlengde Rayleigh-lengte), waar longitudinaal chromatisme en temporele chirp worden gecombineerd om de spectrumafhankelijke focusscheiding in de ruimte en spectrumafhankelijke pulslocatie in de tijd te regelen, respectievelijk, heeft willekeurig afstembare voortplantingssnelheid en richting in ruimte en tijd.

Echter, in het vorige resultaat, de vliegende focus kan zich alleen in een bepaalde richting voortplanten, vooruit of achteruit, hoewel de voortplantende groepssnelheid vrij kan worden gecontroleerd.

In dit onderzoek, door de Rayleigh-lengte in de ruimte en de temporele chirp in de tijd drastisch te vergroten, de nieuw gecreëerde vliegende focus plant zich voort langs een heen en weer gaande baan in de vrije ruimte. Een duidelijk heen en weer vliegende focus met een hoge ruimtelijke resolutie is ook mogelijk door de temporele chirp verder te verhogen.

"De nieuw gecreëerde vliegende focus plant zich voort langs de lengteas eerst naar voren, dan achteruit, en als laatste weer vooruit, die een heen en weer bewegend rechtlijnig traject in ruimte en tijd laat zien. De voorwaartse voortplantingssnelheid is de lichtsnelheid in het vacuüm, terwijl de achterwaartse voortplantingssnelheid subluminaal is, " legt de corresponderende auteur Zhaoyang Li uit.

Dit intrigerende fenomeen verandert het traditionele begrip van lichtvoortplanting en kan worden toegepast in zowel fundamentele als toegepaste fysica.

"Bijvoorbeeld, in onze stralingsdruksimulatie, het kan een heen en weer gaande vang- of duwkracht op de as produceren voor een kleine of grote bol, respectievelijk, in het Rayleigh-verstrooiingsregime, " zegt Zhaoyang Li.

Het artikel, "Reciprocerende voortplanting van laserpulsintensiteit in de vrije ruimte, " werd gepubliceerd in Communicatiefysica .