Een team van onderzoekers van de Universiteit van Shanghai voor Wetenschap en Technologie en de Universiteit van Dayton heeft een manier ontwikkeld om licht in een vortexring te buigen met behulp van spiegels, lasers en lenzen. In hun studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Photonics, de groep bouwde voort op werk van andere teams waarin incidenteel vortexringen werden waargenomen, en ontwierp vervolgens wiskundig een systeem dat ze op aanvraag kon genereren.

In 2016 ontdekte een ander team van onderzoekers dat onder de juiste omstandigheden sterke lichtpulsen die rond een centrale pijpvormige puls wervelen, zich soms konden vormen tot een donutvormige vortex. Geïntrigeerd door de bevinding, begonnen de onderzoekers met deze nieuwe poging zich af te vragen of het mogelijk zou zijn om dergelijke vortexringen op aanvraag te maken.

Ze begonnen met het bestuderen van de eigenschappen en omstandigheden die hadden geleid tot de formaties die het team in 2016 had waargenomen en pasten wiskunde op het probleem toe. Ze vonden oplossingen die leken te laten zien hoe dergelijke ringen gemaakt konden worden - met name oplossingen voor de vergelijkingen van Maxwell, zo ontdekten ze, konden worden gebruikt om het soort conforme mapping te genereren dat nodig was.

De onderzoekers stelden een combinatie van materialen samen die zouden leiden tot een real-world implementatie van hun wiskundige oplossingen. Ze begonnen met het aanpassen van een standaardlaser om een ​​specifiek type puls te genereren. Ze voegden spiegels, lenzen, roosters en speciale soorten schermen met vloeibare kristallen toe waar de pulsen doorheen konden. Elk van de onderdelen beïnvloedde het licht op een specifieke manier.

De onderzoekers merken op dat het systeem de lichtpulsen eerst veranderde in een lange, smalle vorm, waardoor andere delen van het licht iets konden rondwervelen. Nadat het andere licht door het systeem was gereisd, voegde het wervelende licht zich samen, als wind in een tornado, en vormde een ring.

De onderzoekers zijn van plan hun werk voort te zetten, in de hoop te leren of andere vortexvormen kunnen worden gemaakt. Ze merken op dat hun werk blauwdrukken zou kunnen bieden voor anderen die de vorming van toroidale wervels die zich van nature vormen, beter willen begrijpen. + Verder verkennen

Optische vortexkristallen voor fotonische simulaties van complexe systemen

© 2022 Science X Network