現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可以使一束光甚至在最薄的層中都能被完全吸收的技巧。他們利用鏡子和透鏡在薄層周圍建造了一個(gè)“光陷阱”，在這個(gè)陷阱中，光束被引導(dǎo)成一個(gè)圓圈，然后疊加在自己身上--恰恰是以這樣一種方式，光束阻擋了自己，無法再離開這個(gè)系統(tǒng)。因此，光沒有其他選擇，只能被薄層吸收--沒有其他出路。

來自維也納工業(yè)大學(xué)和耶路撒冷希伯來大學(xué)的研究小組將在《科學(xué)》上介紹了這種吸收-放大方法。這是兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之間富有成效的合作的結(jié)果。該方法由耶路撒冷希伯來大學(xué)的Ori Katz教授提出并跟維也納理工大學(xué)的Stefan Rotter教授共同構(gòu)思。實(shí)驗(yàn)是由耶路撒冷的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)進(jìn)行，理論計(jì)算則來自維也納的團(tuán)隊(duì)。

薄層對光是透明的

(資料圖片)

來自維也納工業(yè)大學(xué)理論物理研究所的Stefan Fotter教授說道：“當(dāng)光照射到固體物體上時(shí)，吸收光很容易。一件厚厚的黑色羊毛衫可以輕易地吸收光線。但在許多技術(shù)應(yīng)用中，你只有一層薄薄的材料可用，你希望光正好在這層中被吸收?！?/p>

已經(jīng)有人嘗試改善材料的吸收能力。如可以將材料放在兩面鏡子之間。光線在兩面鏡子之間來回反射，每次都會穿過材料，因此有更大的機(jī)會被吸收。然而為了這個(gè)目的，鏡子必須不是完美的--其中一面必須是部分透明的，否則，光根本無法穿透兩面鏡子之間的區(qū)域。但這也意味著，每當(dāng)光線照射到這個(gè)部分透明的鏡子時(shí)，一些光線就會丟失。

光阻擋了自己

有可能以一種復(fù)雜的方式利用光的波的特性來防止這種情況的情況。耶路撒冷希伯來大學(xué)的Ori Katz教授表示：“在我們的方法中，我們能夠通過波的干涉來取消所有的反向反射。”來自維也納科技大學(xué)的Helmut H?rner指出：“在我們的方法中，光線也首先落在一個(gè)部分透明的鏡子上。如果你簡單地將一束激光發(fā)送到這面鏡子上，那么它就會被分成兩部分。大的部分被反射，小的部分穿透鏡子?！?/p>

穿透鏡子的這部分光束現(xiàn)在被送過吸收材料層，然后用透鏡和另一面鏡子返回到部分透明的鏡子上?！白铌P(guān)鍵的是，這條路徑的長度和光學(xué)元件的位置是以這樣一種方式調(diào)整的，即返回的光束（及其在鏡子之間的多次反射）正好抵消了直接在第一面鏡子上反射的光束，”在耶路撒冷建造該系統(tǒng)的研究生Yevgeny Slobodkin和Gil Weinberg說道。

這兩道部分光束以這樣一種方式重疊，可以說是光阻擋了自己。盡管單獨(dú)的部分透明鏡實(shí)際上會反射很大一部分光線，但由于另一部分光束在返回部分透明鏡之前穿過該系統(tǒng)，這種反射就變得不可能了。

因此，過去部分透明的鏡子現(xiàn)在對入射的激光束來說變得完全透明。這實(shí)質(zhì)上為光創(chuàng)造了一條單行道：光束可以進(jìn)入系統(tǒng)，但由于反射部分和被引導(dǎo)通過系統(tǒng)的部分的疊加，它不能再逃脫。因此，光除了被吸收之外別無選擇--整個(gè)激光束被一個(gè)薄層吞沒，否則大部分光束就可以通過。

一個(gè)強(qiáng)大的現(xiàn)象

Stefan Rotter說道：“”系統(tǒng)必須精確地調(diào)諧到你想要吸收的波長。但除此之外，沒有任何限制性要求。激光束不必有特定的形狀，它可以在某些地方比其他地方更強(qiáng)烈--幾乎完美的吸收總是可以實(shí)現(xiàn)?！?/p>

正如在耶路撒冷希伯來大學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中所證明的那樣，甚至空氣湍流和溫度波動也不會損害該機(jī)制。這證明了它是一種強(qiáng)大的效應(yīng)，從而有望得到廣泛的應(yīng)用--比如所提出的機(jī)制甚至可以很好地用于完美地捕捉在通過地球大氣層傳輸時(shí)被扭曲的光信號。這種新方法還可以有很大的實(shí)際用途，可以將弱光源如遙遠(yuǎn)的恒星的光波最佳地送入探測器。