Data :

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z Wojskową Akademią Techniczną i University of Southampton stworzyli nowy typ przestrajalnego mikrolasera, świecącego dwiema wiązkami. Wiązki te spolaryzowane są kołowo i skierowane pod różnymi kątami. Badania ukazały się w czasopiśmie „Physical Review Applied”.

Aby uzyskać opisywany efekt naukowcy wypełnili mikrownękę optyczną ciekłym kryształem, w którym rozpuszczono barwnik laserujący. Mikrownęka optyczna to dwa doskonałe lustra położone blisko siebie – w odległości 2-3 mikronów, tak, żeby wewnątrz powstała stojąca fala elektromagnetyczna.

– Obrazowo mówiąc, ciekłe kryształy, które charakteryzują się wydłużonymi molekułami, zostały na powierzchni luster „uczesane” i mogły pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego wstawać, obracając także inne molekuły wypełniające wnękę – mówi Marcin Muszyński, doktorant na Wydziale Fizyki UW.

Światło we wnęce inaczej oddziałuje z molekułami, gdy pole elektryczne propagującej się fali drga wzdłuż molekuł, a inaczej, gdy jest prostopadłe do nich. Ciekły kryształ można scharakteryzować dwoma współczynnikami załamania światła, które zależą od kierunku drgań pola elektrycznego, czyli od tzw. polaryzacji fali elektromagnetycznej.

Precyzyjne uporządkowanie molekuł wewnątrz mikrownęki lasera sprawiło, że we wnęce pojawiły się dwa spolaryzowane liniowo mody światła. Pole elektryczne przekierunkowało orientację molekuł wewnątrz wnęki optycznej, co zmieniało jej współczynnik załamania. Tym samym sterowało długością tzw. drogi optycznej światła, od której zależała energia (kolor) emitowanego światła. Jeden z modów nie zmieniał swojej energii podczas obrotu molekuł, natomiast energia drugiego rosła, gdy zmieniała się orientacja molekuł.

Badacze pobudzając do świecenia barwnik organiczny, umieszczony pomiędzy molekułami ośrodka, uzyskali laserowanie, tj. spójne promieniowanie światła o ściśle określonej energii charakterystyczne dla lasera. Interesujące okazało się także zachowanie wiązki lasera podczas strojenia, czyli stopniowego obrotu molekuł ciekłego kryształu. Laserowanie udało się uzyskać dla tego strojonego modu: laser emitował jedną wiązkę spolaryzowaną liniowo prostopadle do swojej powierzchni. Zastosowanie ciekłych kryształów pozwoliło na płynne strojenie polem elektrycznym długości fali światła aż o 40 nm.

– Jednak, gdy obróciliśmy molekuły ciekłego kryształu tak, że oba mody – ten wrażliwy na orientację molekuł i ten niezmieniający swojej energii – się na siebie nałożyły (czyli były w rezonansie), światło emitowane z wnęki nagle zmieniało swoją polaryzację z liniowej na dwie kołowe: prawo- i lewoskrętną, przy czym obie polaryzacje kołowe rozchodziły się w innych kierunkach pod kątem kilku stopni – wyjaśnia prof. Jacek Szczytko z Wydziału Fizyki UW.

Link do pełnej wersji tekstu: https://www.fuw.edu.pl/informacja-prasowa/news7460.html

Źródło: uw.edu.pl