Лазерні імпульси дозволяють нагрівати ділянки повітря у формі порожнистої трубки, зберігаючи більш холодну температуру всередині. Різниця в показниках заломлення між ними створює ефект оптоволокна, дозволяючи пересилати сигнал з меншими втратами.
Волоконно-оптичні кабелі допомагають передавати цифровий сигнал з мінімальними втратами. Їх основу становить скляна або пластикова жила, оточена оболонкою з меншим коефіцієнтом заломлення. Така структура дозволяє фотонам рухатися по серцевині, використовуючи ефект повного внутрішнього відображення, і практично не розсіюватися по шляху.
Ще кілька років тому команда професора Мерілендського університету Говарда Мільчберга (Howard Milchberg) продемонструвала технологію, яка допомагає створювати аналог оптоволокна прямо з повітря, застосовуючи спеціальним чином підготовлені лазерні імпульси. Тепер вченим вдалося істотно поліпшити продуктивність такої системи, подовживши «повітряне оптоволокно» до 50 метрів. Їх стаття прийнята до публікації в журналі Physical Review X.
Для створення невидимого кабелю лазерні промені проводяться через складну оптичну систему, що надає їм форму бублика. Внаслідок високої частоти імпульсів окремі «бублики» складаються в довгу, витягнуту порожнисту трубку. Повітря всередині неї зберігає свою вихідну температуру, а в оболонці, крізь яку проходять лазерні імпульси, розігрівається. Завдяки цьому коефіцієнт заломлення серцевини такого «кабелю» виявляється значно вище, ніж в «оболонці», забезпечуючи проведення сигналу.
Перш фізикам вдавалося лише продемонструвати працездатність цього підходу, отримавши “повітряне оптоволокно” довжиною менше метра. Ефективність його роботи не настільки велика, як у справжнього кабелю: сигнал на виході був всього в півтора раза сильніше, ніж при простій передачі по повітрю. Однак чим більше дистанція, тим більш помітним стає цей виграш. Тепер, використовуючи поліпшену оптичну систему і більш потужні лазери, автори довели цей показник до 50 метрів, що вже цілком підходить для деяких практичних застосувань.
За словами вчених, подальше збільшення “кабелю” – справа техніки, і найближчим часом вони планують зайнятися експериментами з ще більш потужними лазерами, які дозволять отримати “оптоволокно” довжиною близько кілометра. Такі невидимі канали можна використовувати, наприклад, для оперативної організації ближнього зв’язку або визначення хімічного складу об’єктів без наближення до них.
