एंटी-लेजर निकट-परिपूर्ण प्रकाश अवशोषण को सक्षम बनाता है

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ऑस्ट्रिया और इज़राइल के भौतिकविदों का कहना है कि उन्होंने एक "एंटी-लेजर", या "सुसंगत पूर्ण अवशोषक" विकसित किया है, जो किसी भी सामग्री को विभिन्न कोणों से सभी प्रकाश को अवशोषित करने में सक्षम बना सकता है। दर्पण और लेंस के एक सेट पर आधारित यह उपकरण, आने वाली रोशनी को एक गुहा के अंदर फंसाता है और इसे प्रसारित करने के लिए मजबूर करता है ताकि यह पूरी तरह से अवशोषित होने तक अवशोषित माध्यम से बार-बार टकराए। इसमें विभिन्न प्रकाश संचयन, ऊर्जा वितरण, प्रकाश नियंत्रण और इमेजिंग तकनीकों में सुधार करने की क्षमता है।

प्रकाश का अवशोषण कई प्राकृतिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण है, जिसमें दृष्टि से लेकर प्रकाश संश्लेषण तक, साथ ही सौर पैनल और फोटोडिटेक्टर जैसे भौतिकी और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में भी शामिल है। प्रकाश-आधारित प्रौद्योगिकियों की दक्षता और संवेदनशीलता को बढ़ावा देने के लिए प्रकाश अवशोषण को बढ़ाने की तकनीकों की अत्यधिक मांग है, लेकिन यह चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

स्टीफन रोटर, एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी टीयू वीन, बताते हैं कि उदाहरण के लिए, मोटी काली ऊनी जम्पर जैसी भारी ठोस वस्तु के साथ प्रकाश को फंसाना और अवशोषित करना आसान है। लेकिन अधिकांश तकनीकी अनुप्रयोग सामग्री की पतली परतों का उपयोग करते हैं। जबकि ये पतली सामग्रियां कुछ प्रकाश को अवशोषित करती हैं, लेकिन इसका बड़ा हिस्सा प्रकाश से होकर गुजरता है।

उल्लू और अन्य रात्रिचर जानवरों की रात्रि दृष्टि इतनी अच्छी होने का एक कारण यह है कि उनके रेटिना के पीछे परावर्तक ऊतक की एक परत होती है, जिसे टेपेटम ल्यूसिडम कहा जाता है। कोई भी प्रकाश जो बिना अवशोषित हुए पतली रेटिना से होकर गुजरता है, वापस लौट जाता है और उसे पकड़ने का दूसरा मौका मिलता है। ऐसी प्रणाली को और बेहतर बनाने के लिए आप रेटिना के सामने एक और परावर्तक सतह जोड़ सकते हैं। फिर प्रकाश दो दर्पणों के बीच आगे-पीछे उछलेगा, प्रकाश अवशोषित सतह से कई बार गुजरेगा। लेकिन यह इतना आसान नहीं है.

ऐसे उपकरण के काम करने के लिए, सामने का दर्पण पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं हो सकता है। इसे आंशिक रूप से पारदर्शी होना आवश्यक है ताकि प्रकाश सबसे पहले सिस्टम में प्रवेश कर सके। लेकिन फिर जब प्रकाश दो दर्पणों के बीच उछलता है तो इसका कुछ हिस्सा आंशिक रूप से पारदर्शी दर्पण के माध्यम से खो जाएगा। जब शोधकर्ताओं ने ऐसे सेट-अप को दोहराने की कोशिश की तो उन्होंने पाया कि वे केवल प्रकाश के विशिष्ट पैटर्न के लिए काम करते हैं। जबकि प्रकाश के कुछ प्रकार फंस जाते हैं, बार-बार अवशोषित सतह से टकराते हैं, अन्य प्रकाश, उदाहरण के लिए एक अलग घटना कोण पर डिवाइस में प्रवेश करना या एक अलग तरंग दैर्ध्य होना, बच जाता है।

प्रकाश के लिए एक आदर्श जाल

अब रोटर और उनके सहयोगी भी यरूशलेम के हिब्रू विश्वविद्यालय, ने प्रदर्शित किया है कि यदि दो लेंसों को दो दर्पणों के बीच में रखा जाए तो अधिक कुशल प्रकाश जाल बनाया जा सकता है।

लेंस को प्रकाश का मार्गदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि वह हमेशा दर्पण पर एक ही स्थान पर पड़े। इससे उत्पन्न हस्तक्षेप प्रभाव आंशिक रूप से पारदर्शी सामने दर्पण के माध्यम से प्रकाश को बाहर निकलने से रोकता है। इसके बजाय, यह सिस्टम में फंस जाता है।

"व्यवहार में, हमारा डिज़ाइन एक गुहा के अंदर आने वाली रोशनी को फँसाता है और इसे एक गुहा में प्रसारित करने के लिए मजबूर करता है, कमजोर रूप से अवशोषित नमूने को बार-बार मारता है जब तक कि यह पूरी तरह से अवशोषित नहीं हो जाता है, और सभी प्रतिबिंब सुसंगत रूप से विनाशकारी रूप से समाप्त हो जाते हैं," रोटर बताते हैं भौतिकी की दुनिया. वह सिस्टम को रिवर्स में लेजर की तरह काम करने वाला बताते हैं। "लेजर गेन मीडियम के बजाय विद्युत ऊर्जा को सुसंगत प्रकाश विकिरण में परिवर्तित करने के बजाय, हमारा 'टाइम-रिवर्स्ड लेजर' सुसंगत प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित करता है - और संभवतः निकट भविष्य में विद्युत ऊर्जा में।"

शोधकर्ताओं के प्रायोगिक सेट-अप में सामने वाले दर्पण का परावर्तन 70% था, जबकि पीछे के दर्पण का परावर्तन 99.9% था। प्रकाश को अवशोषित करने वाले माध्यम के लिए उन्होंने लगभग 15% अवशोषण वाले टिंटेड ग्लास के एक पतले टुकड़े का उपयोग किया - लगभग 85% प्रकाश इसके माध्यम से गुजरता है। उन्होंने पाया कि उनके उपकरण ने रंगीन-ग्लास को सिस्टम में प्रवेश करने वाले सभी प्रकाश का 94% से अधिक अवशोषित करने में सक्षम बनाया।

शोधकर्ताओं ने तेजी से बदलते, जटिल और यादृच्छिक प्रकाश क्षेत्र बनाने के लिए कई तकनीकों का भी उपयोग किया। उनका दावा है कि प्रकाश स्रोत में इन गतिशील विविधताओं के बावजूद उनका सुसंगत पूर्ण अवशोषक अभी भी लगभग पूर्ण अवशोषण को सक्षम बनाता है।

रोटर बताता है भौतिकी की दुनिया कि उनके उपकरण में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में क्षमता है, विशेष रूप से ऑप्टिकल ऊर्जा संचयन और ट्रांसमिशन के आसपास। उदाहरण के लिए, उनका कहना है कि लेजर बीम का उपयोग करके बड़ी दूरी से ड्रोन की बैटरी को चार्ज करने के लिए इसका उपयोग करना संभव हो सकता है।

शोधकर्ताओं ने उनके काम का वर्णन किया विज्ञान.

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