Из замерзшей капли воды получили «крючок»

Российские физики научились получать фотонный крючок — искривленный световой луч — в замерзающей капле воды. Ее свойства предоставляют недорогой и простой способ управления им.

Исследователи из Томского политехнического университета предложили новый способ формирования фотонных крючков — при помощи воздействия лазера на замерзающую каплю воды. Работа ученых опубликована в журнале Scientific Reports.

Фотонный крючок — это искривленный световой луч, радиус кривизны которого существенно меньше длины волны. Он способен распространяться на расстояние нескольких длин волн, что позволяет с его помощью получать изображения в сверхразрешении, а также управлять движением наночастиц. Фотонные крючки статичные, они не могут менять свою форму и траекторию во времени. Способы управления ими дорогие и трудозатратные.

Российские ученые предложили новый способ получения фотонных крючков. В ходе него замерзающую каплю воды помещают на охлаждаемую подложку и освещают лазерным лучом. У воды и льда в капле близкие, но разные оптические свойства, в частности, показатель преломления. Электромагнитная волна «распадается» на две части: одна проходит через воду, вторая — через лед. На выходе волны «сливаются» и итоговый пучок искривляется.

Исследователям удалось показать, что оптический луч в теневой части капли фокусируется в фотонный крючок различной кривизны. Меняя размер капли, тип поверхности, на которой она расположена, можно регулировать то, как она замерзает, и тем, самым получить возможность управления фотонным крючком.

По мнению исследователей, их метод создания фотонных крючков является недорогим, компактным, простым и экологичным и может стать основой для разработки устройств «зеленой» электроники.