פיזיקאים באוסטריה ובישראל אומרים שהם פיתחו "אנטי לייזר", או "בולם מושלם קוהרנטי", שיכול לאפשר לכל חומר לספוג את כל האור ממגוון רחב של זוויות. המכשיר, המבוסס על סט של מראות ועדשות, לוכד אור נכנס בתוך חלל ומאלץ אותו להסתובב כך שהוא פוגע שוב ושוב בתווך הסופג, עד לספיגה מלאה. יש לזה פוטנציאל לשפר טכניקות שונות של קצירת אור, אספקת אנרגיה, בקרת אור וטכניקות הדמיה.
קליטת האור חשובה בתהליכים טבעיים רבים, החל מראייה ועד פוטוסינתזה, וכן ביישומים פיזיקה והנדסיים כגון פאנלים סולאריים ופוטו-גלאי. טכניקות לשיפור קליטת האור על מנת להגביר את היעילות והרגישות של טכנולוגיות מבוססות אור הן מבוקשות מאוד, אבל זה יכול להיות מאתגר.
סטפן רוטר, פיזיקאי תיאורטי ב אוניברסיטת טכנולוגיה בוינה, מסביר שקל ללכוד ולספוג אור עם חפץ מוצק מגושם, כמו מגשר צמר שחור עבה, למשל. אבל רוב היישומים הטכניים משתמשים בשכבות דקות של חומר. בעוד שהחומרים הדקים הללו סופגים מעט אור, חלקים גדולים ממנו עוברים דרכו.
אחת הסיבות לכך שלינשופים וחיות לילה אחרות יש ראיית לילה כל כך טובה היא שיש להם שכבה של רקמה רפלקטיבית, הנקראת tapetum lucidum, מאחורי הרשתית שלהם. כל אור שעובר דרך הרשתית הדקה מבלי להיספג מוחזר ויש לו הזדמנות שנייה להילכד. כדי לשפר עוד מערכת כזו ניתן להוסיף עוד משטח רפלקטיבי לפני הרשתית. לאחר מכן האור היה קופץ הלוך ושוב בין שתי המראות, עובר דרך המשטח סופג האור מספר פעמים. אבל זה לא כל כך פשוט.
כדי שמכשיר כזה יעבוד, המראה הקדמית לא יכולה להיות רפלקטיבית לחלוטין. זה צריך להיות שקוף חלקית כדי שאור יוכל להיכנס למערכת מלכתחילה. אבל אז כשהאור יקפץ בין שתי המראות חלק ממנו יאבד דרך המראה השקופה בחלקה. כאשר חוקרים ניסו לשכפל מערכים כאלה הם גילו שהם עובדים רק עבור דפוסי אור ספציפיים. בעוד מצבי אור מסוימים נלכדים, פוגעים שוב ושוב במשטח הסופג, אור אחר, למשל נכנס למכשיר בזווית פגיעה אחרת או בעל אורך גל שונה, בורח.
עכשיו רוטר ועמיתיו, גם מ האוניברסיטה העברית בירושלים, הוכיחו שניתן ליצור מלכודת אור יעילה הרבה יותר אם ממקמים שתי עדשות בין שתי המראות.
העדשות נועדו להנחות את האור כך שהוא תמיד פוגע באותה נקודה במראות. אפקט ההפרעות שזה יוצר מונע מאור לברוח דרך המראה הקדמית שקופה חלקית. במקום זאת, הוא נלכד במערכת.
"בפועל, העיצוב שלנו לוכד את האור הנכנס בתוך חלל ומאלץ אותו להסתובב בחלל, פוגע בדגימה הסופגת החלשה שוב ושוב עד שהוא נבלע בצורה מושלמת, וכל ההשתקפויות מתבטלות באופן קוהרנטי בצורה הרסנית", מסביר רוטר. עולם הפיזיקה. הוא מתאר את המערכת כעובדת כמו לייזר הפוך. "במקום שאמצעי רווח לייזר ימיר אנרגיה חשמלית לקרינת אור קוהרנטית, ה'לייזר הפוך בזמן' שלנו סופג אור קוהרנטי וממיר אותו לאנרגיה תרמית - ואולי בעתיד הקרוב לאנרגיה חשמלית."
למראה הקדמית במערך הניסוי של החוקרים הייתה החזרה של 70%, בעוד שלמראה האחורית הייתה החזר כמעט מושלם של 99.9%. עבור המדיום הסופג אור השתמשו בחתיכת זכוכית כהה דקה עם בליעה של כ-15% - כ-85% מהאור עובר דרכה. הם גילו שהמכשיר שלהם אפשר לזכוכית הצבעונית לספוג למעלה מ-94% מכל האור שנכנס למערכת.
ציפוי אנטי השתקפות מאפשר העברת אור מושלמת
החוקרים השתמשו גם במספר טכניקות ליצירת שדות אור המשתנים במהירות, מורכבים ואקראיים. אפילו עם הווריאציות הדינמיות הללו במקור האור, הבולם המושלם הקוהרנטי שלהם עדיין איפשר בליעה כמעט מושלמת, לטענתם.
רוטר מספר עולם הפיזיקה שלמכשיר שלהם יש פוטנציאל במגוון רחב של יישומים, במיוחד סביב קצירת והעברת אנרגיה אופטית. לדוגמה, הוא אומר שאולי אפשר להשתמש בו כדי לטעון את הסוללות של מזל"ט ממרחק גדול באמצעות קרן לייזר.
החוקרים מתארים את עבודתם ב מדע.
