Avusturya ve İsrail'deki fizikçiler, herhangi bir malzemenin geniş bir açı aralığındaki tüm ışığı absorbe etmesini sağlayan bir "anti-lazer" veya "tutarlı mükemmel soğurucu" geliştirdiklerini söylüyorlar. Bir dizi ayna ve mercek etrafında kurulu olan cihaz, gelen ışığı bir boşluk içinde yakalıyor ve tamamen emilene kadar emici ortama tekrar tekrar çarpacak şekilde onu dolaşıma zorluyor. Bu, çeşitli ışık toplama, enerji dağıtımı, ışık kontrolü ve görüntüleme tekniklerini geliştirme potansiyeline sahiptir.
Işığın emilmesi, görmeden fotosenteze kadar birçok doğal sürecin yanı sıra güneş panelleri ve fotodetektörler gibi fizik ve mühendislik uygulamalarında da önemlidir. Işığa dayalı teknolojilerin verimliliğini ve hassasiyetini artırmak amacıyla ışık emilimini artırma teknikleri oldukça rağbet görüyor, ancak bu zorlayıcı olabilir.
Stefan Rotter, bir teorik fizikçi Viyana Teknoloji Üniversitesi, örneğin kalın siyah yünlü bir kazak gibi büyük, katı bir nesneyle ışığı yakalamanın ve absorbe etmenin kolay olduğunu açıklıyor. Ancak çoğu teknik uygulamada ince malzeme katmanları kullanılır. Bu ince malzemeler ışığın bir kısmını emerken büyük bir kısmı da geçiyor.
Baykuşların ve diğer gece hayvanlarının bu kadar iyi gece görüşüne sahip olmasının bir nedeni, retinalarının arkasında, Tapetum lucidum adı verilen yansıtıcı bir doku katmanına sahip olmalarıdır. İnce retinadan emilmeden geçen herhangi bir ışık geri yansıtılır ve yakalanmak için ikinci bir şansa sahip olur. Böyle bir sistemi daha da geliştirmek için retinanın önüne başka bir yansıtıcı yüzey ekleyebilirsiniz. Işık daha sonra iki ayna arasında ileri geri seker ve ışığı soğuran yüzeyden birçok kez geçer. Ama bu o kadar da basit değil.
Böyle bir cihazın çalışması için ön aynanın mükemmel şekilde yansıtıcı olması mümkün değildir. İlk etapta ışığın sisteme girebilmesi için kısmen şeffaf olması gerekiyor. Ancak ışık iki ayna arasında sıçradıkça, bir kısmı kısmen şeffaf olan aynada kaybolacaktır. Araştırmacılar bu tür düzenekleri kopyalamaya çalıştıklarında bunların yalnızca belirli ışık kalıpları için çalıştığını buldular. Belirli ışık modları sıkışıp soğurucu yüzeye tekrar tekrar çarparken, örneğin cihaza farklı bir geliş açısıyla giren veya farklı bir dalga boyuna sahip olan diğer ışık kaçar.
Şimdi Rotter ve meslektaşları da Kudüs İbrani Üniversitesi, iki ayna arasına iki mercek yerleştirilirse çok daha verimli bir ışık tuzağının oluşturulabileceğini gösterdi.
Lensler, ışığın aynalarda her zaman aynı noktaya gelmesini sağlayacak şekilde yönlendirilecek şekilde tasarlanmıştır. Bunun yarattığı girişim etkisi, ışığın kısmen şeffaf ön aynadan kaçmasını engeller. Bunun yerine sistemin içinde sıkışıp kalır.
Rotter şöyle açıklıyor: "Uygulamada, tasarımımız gelen ışığı bir boşluğun içinde hapsediyor ve onu bir boşluk içinde dolaşmaya zorluyor, zayıf emici numuneye mükemmel bir şekilde emilene kadar tekrar tekrar çarpıyor ve tüm yansımalar tutarlı bir şekilde yıkıcı bir şekilde ortadan kaldırılıyor." Fizik dünyası. Sistemin lazer gibi ters yönde çalıştığını söylüyor. "Elektrik enerjisini tutarlı ışık radyasyonuna dönüştüren bir lazer kazanç ortamı yerine, 'zamanı tersine çeviren lazerimiz' tutarlı ışığı emer ve onu termal enerjiye ve muhtemelen yakın gelecekte elektrik enerjisine dönüştürür."
Araştırmacıların deney düzeneğindeki ön ayna %70'lik bir yansımaya sahipken, arka ayna %99.9'luk mükemmele yakın bir yansımaya sahipti. Işığı soğuran ortam olarak, yaklaşık %15 emilime sahip ince bir renkli cam parçası kullandılar; ışığın yaklaşık %85'i bu camdan geçiyor. Cihazlarının, renkli camın sisteme giren tüm ışığın %94'ünden fazlasını absorbe etmesini sağladığını buldular.
Yansıma önleyici kaplama mükemmel ışık iletimi sağlar
Araştırmacılar ayrıca hızla değişen, karmaşık ve rastgele ışık alanları oluşturmak için bir dizi teknik kullandılar. Işık kaynağındaki bu dinamik değişikliklere rağmen, tutarlı mükemmel soğurucunun hâlâ mükemmele yakın bir soğurma sağladığını iddia ediyorlar.
Rotter anlatıyor Fizik dünyası Cihazlarının, özellikle optik enerji toplama ve iletimi başta olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesinde potansiyele sahip olduğu belirtiliyor. Örneğin, bir lazer ışını kullanarak bir drone'un pillerini uzak mesafeden şarj etmenin mümkün olabileceğini söylüyor.
Araştırmacılar çalışmalarını şöyle anlatıyor: Bilim.
