Los investigadores han demostrado, por primera vez, que la luz láser se puede utilizar para manipular una fibra óptica de vidrio ahusada en un punto afilado más pequeño que una mota de polvo, en el medio de una fibra óptica con un núcleo hueco.las fuerzas causan que la punta afilada, o "nanospike", se autoalinee en el centro del núcleo hueco, atrapándolo cada vez más fuerte en el centro del núcleo a medida que aumenta la potencia del láser.
"Lanzar luz láser de muy alta potencia en una fibra óptica, especialmente una fibra de núcleo hueco, puede ser muy difícil y generalmente requiere una amplia electrónica y óptica para mantener la alineación", explicó Philip Russell, director del Instituto Max Planck para la Cienciade Luz en Erlangen, Alemania, y líder del equipo de investigación. "Esto se puede lograr con nuestro nuevo sistema simplemente empujando la punta de la nanoespota en el núcleo hueco y luego aumentando la potencia del láser lentamente. Una vez que la punta de la nanoespacha se estabilice, puedesuba la potencia del láser y nada se moverá ni se dañará "
En el diario de alto impacto de The Optical Society óptica , los investigadores informan que casi el 90 por ciento de la luz láser se transfirió de la nanopúa a la fibra de núcleo hueco. El nuevo trabajo podría aumentar las aplicaciones para las fibras de núcleo hueco, una nueva clase de fibra que presenta un núcleo hueco en lugar deuno hecho de vidrio como las fibras ópticas tradicionales. Las fibras de núcleo hueco son especialmente buenas para manejar láseres de alta potencia, lo que las hace potencialmente útiles para el mecanizado láser y el corte de metales, plásticos, madera y otros materiales.
una nanopúa de sublongitud de onda
Para crear la nanopúa, los investigadores comenzaron con una fibra óptica de vidrio monomodo ordinaria de aproximadamente 100 micras de diámetro. Calentaron esta fibra para poder estirarla y formar una porción cónica y luego grabaron la punta de la fibra con ácido clorhídrico paracree una nanopúa de alrededor de 100 nanómetros de diámetro, más pequeña que la longitud de onda de la luz visible, y menos de 1 milímetro de largo.
Los investigadores crearon la trampa óptica insertando la nanopúa en la fibra de núcleo hueco y lanzando un rayo láser de 1064 nanómetros de alta potencia en la fibra monomodo. Cuando la luz láser entra en la porción cónica de la fibra, comienza a extendersemás allá de la nanospica en el espacio vacío dentro de la fibra de núcleo hueco. A medida que el cono se hace más y más pequeño, la luz comienza a sentir el límite del núcleo de fibra más grande, lo que hace que la luz se refleje hacia adentro hacia la fibra cónica. Esta luz reflejadaejerce una fuerza mecánica sobre la nanopúa, formando una trampa óptica.
"La nanoespiga se mantiene en su lugar por la luz exactamente en el lugar correcto para lanzar perfectamente la luz al núcleo hueco sin ningún sistema electrónico u otro sistema para mantenerla en su lugar", dijo Russell. "Si alguno de los componentes se muevepoco, no hay ningún efecto en la luz láser porque la nanopúa se autoalinea y se autoestabiliza ".
Nuevo enfoque para estudiar optomecánica
Además de acoplar eficientemente la luz láser de alta potencia a las fibras de núcleo hueco, el nuevo sistema ofrece una forma completamente nueva de estudiar las fuerzas mecánicas ejercidas por la luz, u optomecánica, especialmente a presiones muy bajas. Los científicos quieren estudiar las fuerzas optomecánicasbajo condiciones de alto vacío, pero se ha visto obstaculizado por el hecho de que, por razones que aún no se comprenden completamente, las partículas tienden a saltar de las trampas ópticas a medida que la presión del aire se reduce desde los niveles atmosféricos.
"La belleza de la nanopúa es que se comporta como una partícula muy pequeña, pero debido a que está firmemente unida a una pieza fuerte de fibra en un extremo, no se pierde si salta de la trampa", dijo Russell"Este sistema nos permite medir fuerzas que son casi imposibles de medir en otros sistemas, lo que hace posible explorar un área de física fundamental que no se comprende muy bien".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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