Un absorbedor perfecto coherente ( CPA ), o anti-láser , es un dispositivo que absorbe luz coherente y la convierte en alguna forma de energía interna, como calor o energía eléctrica. [1] [2] Es la contraparte de tiempo invertido de un láser . [3] El concepto fue publicado por primera vez en la edición del 26 de julio de 2010 de Physical Review Letters , por un equipo de la Universidad de Yale dirigido por el teórico A. Douglas Stone y el físico experimental Hui W. Cao . [4] [5] En la edición del 9 de septiembre de 2010 dePhysical Review A , Stefano Longhi de la Universidad Politécnica de Milán mostró cómo combinar un láser y un anti-láser en un solo dispositivo. [6] En febrero de 2011, el equipo de Yale construyó el primer anti-láser en funcionamiento. [7] [8] Es un dispositivo CPA de dos canales que absorbe la salida de dos láseres, pero solo cuando los haces tienen las fases y amplitudes correctas. [9] El dispositivo inicial absorbió el 99,4 por ciento de toda la luz entrante, pero el equipo detrás de la invención cree que será posible alcanzar el 99,999 por ciento. [7] Originalmente con la cavidad FP, el CPA óptico opera a una frecuencia específica y al material de longitud de onda de espesor. En enero de 2012,se propuso el CPA de película delgada mediante la utilización de la dispersión acromática del metal, que exhibe las ventajas incomparables de ancho de banda y perfil delgado. [10] Esta evaluación teórica se demostró experimentalmente en 2014. [11] En la edición de Nature del 21 de marzo de 2019, un equipo de TU Wien (Austria) y de la Universidad de Niza (Francia) presentó la primera realización experimental de un CPA multicanal en un medio de dispersión desordenado, lo que amplía considerablemente el campo de posibles aplicaciones. [12] En esta primera implementación de un anti-láser aleatorio (es decir, el tiempo inverso de un láser aleatorio ) se logró una absorción de más del 99,78 por ciento de la intensidad entrante.
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Diseño
En el diseño inicial, se disparan láseres idénticos en una cavidad que contiene una oblea de silicio , un material que absorbe la luz que actúa como un "medio de pérdida". La oblea alinea las ondas de luz de los láseres para que queden atrapadas, lo que hace que la mayoría de los fotones reboten hacia adelante y hacia atrás hasta que se absorben y se transforman en calor. Además, muchas de las ondas de luz restantes se cancelan al interferir entre sí. [2] [7] En contraste, un láser normal usa un medio de ganancia que amplifica la luz en lugar de absorberla. Se utilizó una configuración diferente para la primera demostración experimental de un CPA en un medio desordenado (anti-láser aleatorio). [12] Aquí, se utilizó una guía de ondas metálica con un conjunto de objetos dispersos colocados al azar dentro. En medio de este "medio desordenado", se introdujo una antena, en la que se puede acoplar la señal inyectada en la guía de ondas. Para alcanzar la condición de CPA, el frente de onda inyectado de las microondas se moldeó en un total de ocho antenas externas y la fuerza de acoplamiento de la antena central se sintonizó moviéndola hacia adentro y hacia afuera de la guía de ondas.
Aplicaciones
Los absorbentes perfectos coherentes se pueden utilizar para construir interferómetros absorbentes, que podrían ser útiles en detectores, transductores e interruptores ópticos. [4] Otra aplicación potencial es en radiología, donde el principio de la CPA podría usarse para apuntar con precisión la radiación electromagnética dentro de los tejidos humanos con fines terapéuticos o de imágenes. [7] Además, el concepto de CPA podría explotarse para lograr un enfoque perfecto de señales acústicas o electromagnéticas en los receptores incluso cuando están integrados en entornos complejos. [12]
Referencias
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