Fizik/Kimya

Organik Vorteks Lazerleri

Araştırmacılar; helezoni ışın demeti üreten, organik vorteks (girdap,burkaç) lazeri geliştirdi. Gelecekte, bu vorteks lazerlerinin minyatür dizileri, her biri farklı spiral şekli ile 3D TV gösterimleri, mikroskopi ve görsel ışık iletişimi için bilgi taşıyıcı gibi uygulamalarda kullanılabilir.

Andrews Üniversitesi‘nden Ifor D. W. Samuel ve Birleşik Krallık’taki York Üniversitesi‘nden Thomas F. Krauss‘un önderliğindeki araştırmacılar; ACS Nano‘nun yakın tarihli sayısında Organik Vorteks Lazerleri üzerine bir makale yayınladılar.

Krauss: “Lazer dizileri daha önce gösterildi, ancak ışın şekli üzerinde böyle bir denetim yapılmadı. Yaklaşımımız, vorteks (girdap,burkaç) ışınlarını kontrollü topolojik şarja imkan tanır. Böylece Airy beam (ışını)* ya da Bessel beam (ışını)* yapabiliyoruz. Benzer şekilde, bu gibi ısmarlama ışınlar üreten meta-yüzeyler daha önce gösterildi, ancak aktif lazerler değil, pasif unsurlar oldu.”

*Airy beam (ışını): Gittikçe kıvrılma görünümünü veren kırılmayan dalga formudur.

*Bessel beam (ışını): Elektromanyetik, akustik veya yerçekimi ışınımının genliğidir.

Daha önce, girdap lazeri ışını; bir lazer ve ışının şekillendirilmesi için ayrı optik bileşenleri kullanarak, üretildi. Sonuçta geniş ışınlar elde edildi. Burada gösterilen yeni vorteks lazerler; vorteks demetini doğrudan üreten bir nano-yapılı ortama sahipler. Bu, bir dizi halinde düzenlenebilen minyatür ışınlara ölçeklendirilebileceği anlamına gelir. Minyatürleştirilmiş versiyonun, pratik uygulamalar için çok daha yararlı olması bekleniyor.

Araştırmacılar, helezoni ışınları üretmek için bir Arşimet Spirali*nden oluşan Optik Izgara‘yı tasarladılar. Işık ızgaradan geçtiğinde, helezoni bir ışın olarak ortaya çıkar. Spiral; ızgaranın boyutlarını kontrol ederek, ışık demetinin de özelliklerinin kontrolünü mümkün kılar.

*Arşimet spirali ya da aritmetik spiral; iki boyutlu düzlemde, orijinden çıkan ve sabit açısal hızla dönmekte olan bir doğru üzerinde, sabit hızla dışarıya doğru ilerleyen bir noktanın izleyeceği eğridir.

Arşimet spirallerinin (a) bir, (b) iki ve (c) üç kolla SEM mikrografları. Stellinga ve ark. © 2018 Amerikan Kimya Topluluğu/phys

 

Bunu yapmanın temel yolu, Arşimet Spirali’nin sahip olduğu “kol” sayısını kontrol etmektir. Kol sayısı, ışık demetinin topolojik yüküne eşittir; ışık ışınının bir dalga boyunda yaptığı katlanma sayısıdır. Böylece kol sayısı arttıkça, ışık demetinin helezonu o kadar sıkılaşır. Böylece araştırmacılar, Arşimet Spiral ızgaralarını sıfır (bükülmez) ve üç kol ile gösterebilir.

Vorteks lazerleri üretmek için bu yeni yöntem; ışınların tek bir aşamada ve tek bir optik ızgarada üretilebilmesi açısından önceki yöntemlere göre pek çok avantaja sahip. Bu avantajlarla, araştırmacılar, sonuçların çeşitli alanlarda vorteks lazerlerinin uygulanmasına yönelik kullanılacağını umuyorlar.

Organik yarı iletken materyali sağlayan ve ölçümler yürüten Samuel: “Temel ilgi alanım olan organik yarıiletkenler; cihazları yapmak için kolayca örneklenebilir. Uzun vadeli hedefte, bu tür lazerler optik yerine elektrikle çalıştırılmaktır.  Ancak kısa süreli hedeflerde, bu tür lazerler patlayıcı buharları algılamak için kullanılmaktır.”

Özellikle görüntüler ve mikroskopi uygulamaları ile ilgilenen, grubun çalışmasında kullanılan nano-yapıları tasarlayan Krauss: “Görüntülerde, bilgiyi çoğaltmak için farklı vorteks girdilerini kullanabilirsiniz. Örneğin bir kerede birden fazla görüntüyü projelendirmek gibi… Vorteks ışınları mikroskopide ilgi çekicidir. Bu yüzden böyle parabolik ışınlar kitlesel paralel mikroskopi için, bir dizi düşünülebilir.”

 

Kaynak:
phys
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (1 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close