Kansainväliset tutkijat ovat osoittaneet maailman ensimmäisen metapintalaserin, joka tuottaa ”superkiraalista valoa” eli valoa ennätyssuurella kulmamomentilla. Uuden laserin valoa voidaan käyttää esimerkiksi informaation koodaamiseen optisessa viestinnässä.
”Koska valo voi kantaa kulmaliikemäärä, se tarkoittaa, että se voidaan siirtää aineeseen. Mitä enemmän kulmamomenttia valo kuljettaa, sitä enemmän se voi siirtää. Joten voit ajatella valoa optisena jakoavaimena”, toteaa tutkimusta johtanut professori Andrew Forbes Witwatersrandin yliopistosta (Wits) Johannesburgista, Etelä-Afrikasta.
Uusi laser tuottaa uuden erittäin puhtaan ”kierteistetyn valon”, jollaista ei ole aiemmin havaittu lasereista. Samalla tutkijat kehittivät nanorakenteisen metapinnan, jolla on suurin koskaan tuotettu faasigradientti ja joka mahdollistaa suuren tehon käytön pienikokoisessa suunnitelmassa. Vaikutus on maailman ensimmäinen laser, joka tuottaa kiertyneen valon eksoottisia tiloja tarpeen mukaan.
Tutkimuksessaan, jonka otsikko on ”High-purity orbital angular momentum states from a visible metasurface laser”, jossa tutkijat osoittavat uuden laserin tuottavan minkä tahansa halutun kiraalisen valotilan hallitsemalla täysin sekä valon kulmaliikemäärän (AM) komponenttia, spin (polarisaatio) että orbitaalista kulmaliikemäärää (OAM).
”Tällä hetkellä on vahva pyrkimys kokeilla ja hallita kiraalista ainetta tehokkaasti kiertyneellä valolla. Eri teollisuudenalat ja tutkimusalat vaativat superkiraalista valoa prosessiensa parantamiseksi, mukaan lukien elintarvikeala, tietotekniikka ja biolääketiede”, teaa tutkimusta johtanut professori Andrew Forbes.
”Kiraalisuus” on termi, jota käytetään usein kemiassa kuvaamaan yhdisteitä, jotka ovat toistensa peilikuvia. Esimerkiksi sitruuna- ja appelsiiniaromit ovat sellainen kemiallinen yhdiste. Myös monissa elektroniikan tarpeisiin soveltuvissa materiaaleissa on kiraalisia ominaisuuksia.
Lisää: Nanobitteja.fi (LINKKI), yliopiston tiedoteuutinen (LINKKI) ja tutkijoiden Nature Photonics -lehden tiedeartikkeli (LINKKI).