Теперь любой может купить линзу, нанести покрытие и использовать ее, не беспокоясь о дисперсии.
Быстрые всплески лазерного излучения длительностью менее триллионной доли секунды помогают ученым наблюдать химические реакции в реальном времени, получать изображения хрупких биологических образцов, создавать точные наноструктуры, передавать сигналы на большие расстояния с огромными скоростями и многое другое. Однако есть фундаментальная проблема.
Дело в том, что красный свет проходит через прозрачные материалы быстрее, чем синий, а значит, когда ультракороткий лазерный импульс проходит через стеклянную линзу, плотно упакованные длины волн света разделяются, разрушая всю полезность луча. Эта проблема мучает учёных-оптиков уже несколько десятилетий. Такое явление называется хроматической дисперсией, и большинство решений по её преодолению связано с использованием дополнительных компонентов, увеличивающих размеры и массу оптических устройств.
Ультратонкое покрытие, созданное учеными, точно не утяжеляет оптический прибор. Нанесенные кремниевые «столбики» кратковременно захватывают и удерживают красный свет прежде чем снова его излучить. Эта временная задержка позволяет более медленно движущемуся синему свету догнать его. Покрытие противодействует дисперсии, действуя как ограничитель скорости для красного света и усредняя скорость каждой длины волны света.
Нанопокрытие из кремния изготовляется с помощью тех же инструментов литографии, что доступны на производстве — с их помощью изготавливают полупроводники в промышленных масштабах, что упрощает быстрое нанесение таких покрытий на существующие оптические компоненты и расширяет возможности применения фемтосекундных лазерных импульсов. Исследователи уже протестировали покрытие, укоротив лазерные импульсы всего до пары квадриллионных долей секунды — эксперимент оказался успешным.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
