3D-печатный «фонарь» для лазеров, который меняет правила игры

Представьте: у вас десятки маленьких лазеров, и нужно собрать весь их свет в одну оптоволоконную нитку толщиной 50 микрометров. Классический подход — система линз. Но она громоздкая, дорогая, а при увеличении числа лазеров начинает терять яркость. Тупик.

Команда из Еврейского университета Иерусалима нашла решение — фотонный фонарь, напечатанный на 3D-принтере. Крошечная структура длиной 470 микрометров (тоньше человеческого волоса по длине!) плавно объединяет лучи множества лазеров в одно волокно. Свет не рассеивается, яркость сохраняется.

Фокус в архитектуре: внутри фонаря каждый вход постепенно сливается с остальными через так называемый адиабатический переход — плавное изменение структуры, при котором свет не теряет своих свойств. Продемонстрировали версии на 7, 19 и 37 лазеров. Последний поддерживает 222 пространственных моды при потерях всего -0,8 дБ.

А теперь — зачем это нужно за пределами лаборатории. Мощный лазерный свет через тонкое волокно — это хирургические инструменты, промышленные станки, телеком нового поколения. До сих пор масштабирование таких систем упиралось в физику линз.

Фотонный фонарь снимает это ограничение: он компактнее конкурентов на порядки, дешевле в производстве и легко масштабируется. По сути — это путь к тому, чтобы оптоволокно могло передавать кратно больше энергии без потерь.

@droidergram