ファイバーの作り方はこちら

特別に調整されたレーザービームは、光が効率的に伝わるチャネルを空気中に作成し、空気でできた光ファイバーケーブルに似たものを作成します。

ミハイル・ルデンコ/iStock/Getty Images Plus

ジェームズ・R・リオードン著

2023 年 1 月 9 日午前 7 時

管状レーザービームは、薄い空気で作られた光ファイバーケーブルに匹敵する量の光ファイバーケーブルを作り出すことができる、と研究者がPhysical Review Xに掲載される研究で報告している。

レーザーで加熱された空気は、光ファイバーケーブルを敷設することなく、光信号を効率的に伝送できます。 これらの空気ベースの「導波管」は、レーザー ビーム兵器へのルートとして宣伝されてきた以前の取り組みに基づいて、それ自体では空気中をうまく伝播しない超高エネルギー レーザーの経路を提供することもできます (SN: 3/5/ 14)。

メリーランド大学カレッジパークの物理学者ハワード・ミルヒバーグ氏によると、今回の実験は同チームのこれまでの導波管の試みを60倍以上上回り、導波管の長さを50メートル近くまで延長したという。

研究者らは「ドーナツモード」でレーザーを走らせた。このモードでは、ビームの長さに沿って中空のコアがあり、発光ドーナツの積み重ねに似ている。 ビームは、より冷たくて密度の高い空気を包み込む、熱い管状の空気層を作成します。 これにより、空気でできた光ファイバー ケーブルに似たものが作成されます。従来の光ファイバーで光を導くプラスチックのクラッドで覆われた透明なコアの代わりに、高密度の空気がコアとして機能し、その周囲の熱風がクラッドとして機能します。

ミルヒバーグ氏によれば、導波管の長さを数キロメートルに増やすことは、主にドーナツモードのレーザー出力を高めることになるという。 「唯一の問題は、安全にレーザーを発射できる距離が1キロもないことだ」と彼は言う。 より長いバージョンの実験を実行するスペースを見つけるには、米国の国立研究所のいずれかとの契約が必要になる可能性がある。

軍事用途の可能性にもかかわらず、ミルヒバーグ氏と彼のチームは、材料にレーザーを照射し、材料が発する光を測定することによって材料の化学組成を明らかにするシステムの範囲を拡大するなど、科学的用途により重点を置いていると述べた。 空気ベースの導波管を使用すると、サンプルを分析するために近づく必要がなく、放出された光を遠隔地にあるシステムに送り返すことができます。

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この記事のバージョンは、Science News の 2023 年 2 月 11 日号に掲載されます。

A. ゴフィンら。 50 メートルスケールの空気導波路での光ガイド。 Physical Review X、印刷中、2022 年。

James Riordon はフリーランスのサイエンス ライターであり、『Ghost Particle – In Search of the Elusive and Mysterious Neutrino』という本の共著者です。

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