Розроблено лампу розжарювання, яка світить “закрученим” світлом

Інженери Мічиганського університету розробили лампу розжарювання, яка випромінює еліптично поляризоване світло. Дослідження опубліковано в журналі Science.

Дослідники модифікували класичну лампу розжарювання, інтегрувавши у вольфрамову нитку особливу мікро- і наноструктуру зі спіральною формою. Завдяки цьому світлові хвилі, проходячи через нитку, набувають спірального обертання, створюючи еліптично поляризоване або “закручене” світло.

На відміну від звичайного світла, в якому коливання світлової хвилі можуть поширюватися в усіх напрямках, або лінійно поляризованого світла, що використовується, наприклад, у сонцезахисних окулярах, структура “закрученого” світла складніша. Електричні хвилі в ньому обертаються за і проти годинникової стрілки, відбиваючи одна одну в міру поширення.

Дослідження показало, що якщо випромінювач скручений у мікро- або наномасштабі, з довжиною витка, аналогічною довжині хвилі світла, випромінювання буде “закрученим”. Сила еліптичної поляризації світла залежить від двох основних чинників: наскільки близька довжина хвилі фотона до довжини витка спіралі і від електронних властивостей матеріалу.

Подібний зір трапляється в природі: наприклад, у рака-богомола 12 типів фоторецепторів (проти трьох у людини), які дають змогу розрізняти кругову поляризацію світла, що робить його винятково ефективним мисливцем.

Крім робототехніки, нова технологія може поліпшити системи оптоволоконного зв’язку, збільшивши кількість каналів передавання даних у наявній інфраструктурі. Це дасть змогу підвищити швидкість і безпеку передавання інформації. Також “закручене” світло може знайти застосування в медичній діагностиці та матеріалознавстві.