Исследователи из Университета Мичигана разработали новый тип лампы накаливания, способной излучать эллиптически поляризованный свет, который также называют "скрученным".
Термин "скрученный" (или "хиральный") описывает вращение электрических волн света по часовой и против часовой стрелки, которые зеркально отражают друг друга. В отличие от этого, традиционные источники света излучают неполяризованный или линейно поляризованный свет.
Хотя это может звучать странно, новая технология способна перевернуть подходы к использованию света в оптике и фотонике.
Как это работает?
Секрет "скрученного" света скрыт в конструкции нити накала. Учёные внедрили микроскопические и наноскопические закручивания в структуру вольфрамовой нити, благодаря чему световая волна приобретает спиралевидную форму, становясь эллиптически поляризованной.
Этот подход повторяет природные процессы, такие как зрение богомола-ракosk, одного из самых уникальных существ. У богомолов-ракosk 12 типов фоторецепторов (у людей их всего три — для красного, зелёного и синего цветов). Это позволяет им видеть весь спектр цветов, включая ультрафиолет и инфракрасное излучение, а также различать круговую поляризацию света. Такое зрение делает их одними из самых эффективных подводных хищников.
Что такое поляризованный свет?
Вы, вероятно, слышали о поляризационных солнцезащитных очках. Они блокируют определённые направления света, уменьшая блики. Когда солнечный свет отражается от воды или стекла, его волны становятся более однородными и могут ослеплять. Поляризованные очки эффективно справляются с этой проблемой.
Если вы наденете такие очки и посмотрите на отражающую поверхность, повернув голову на 90 градусов, вы заметите, как световые блики исчезают.
Зачем нужен "скрученный" свет?
Возможности эллиптически поляризованного света выходят далеко за рамки освещения. Например, он может улучшить системы роботизированного зрения. Как и у животных, чувствительных к поляризации света (например, пчёл, муравьёв, рыб), роботы смогут лучше ориентироваться в окружающей среде.
Эта технология может значительно улучшить распознавание объектов, текстур поверхностей и контрастность изображения. Автономные машины, например, смогут различать объекты с похожей длиной волны отражённого света, такие как олени и люди, благодаря различиям в текстуре меха и тканей.
Применение в других областях
Помимо робототехники, "скрученный" свет может найти применение в медицине и науке о материалах, предоставляя более точные изображения для диагностики. Также он способен усовершенствовать системы связи: поляризованный свет уже используется в оптоволоконных сетях, и улучшение контроля над его характеристиками может увеличить объём передаваемых данных и повысить безопасность.
Хотя лампы накаливания считались устаревшими в эру светодиодов, новый подход дарит им вторую жизнь. Однако не стоит спешить доставать старые лампы из кладовки — исследования продолжаются, и впереди ещё много работы.
