Трубчатые лазерные лучи могут создавать подобие волоконно-оптических кабелей из тонкого воздуха, сообщают исследователи в работе, опубликованной в журнале Physical Review X.

Нагретый лазером воздух может эффективно передавать световые сигналы без необходимости прокладки волоконно-оптических кабелей. Эти воздушные «волноводы» могут также обеспечить пути для сверхвысокоэнергетических лазеров, которые сами по себе плохо распространяются по воздуху, в развитие предыдущих попыток, которые рассматривались как путь к лазерному оружию.

Последние эксперименты, говорит физик Говард Милчберг из Мэрилендского университета в Колледж-Парке, превзошли предыдущие попытки его команды более чем в 60 раз, увеличив длину волновода почти до 50 метров.

Исследователи запустили лазер в «режиме пончика», когда луч имеет полый стержень по всей длине, напоминающий стопку светящихся пончиков. Луч создает горячий, трубчатый слой воздуха, обернутый вокруг более холодного, плотного воздуха. Это создает нечто похожее на волоконно-оптический кабель из воздуха: Вместо прозрачной сердцевины, покрытой пластиковой оболочкой, которая направляет свет в обычном оптоволокне, плотный воздух выступает в качестве сердцевины, а горячий воздух вокруг него служит оболочкой.

Увеличение длины волновода до километров, по словам Милчберга, в первую очередь связано с увеличением мощности лазера, работающего в режиме пончика. «Единственная проблема в том, что у нас нет километра», чтобы безопасно запустить лазер на такое расстояние, говорит он. Возможно, придется заключить сделку с одной из национальных лабораторий США, чтобы найти место для проведения более длительной версии эксперимента.

Несмотря на потенциальное военное применение, Милчберг говорит, что он и его команда больше сосредоточены на научном применении, например, на расширении диапазона систем, которые выявляют химический состав материалов, обстреливая их лазерами и измеряя излучаемый ими свет. Воздушные волноводы могут передавать излучаемый свет обратно на удаленные системы, вместо того, чтобы подходить близко для анализа образца.