Ruští vědci vyvinuli nový přístup ke konstruování metapovrchů, na jejichž základě je možné vyvíjet optické prvky pro zařízení, která umožňují řídit polarizaci a fázi elektromagnetických vln a také vytvářet světelná pole s dosud neprozkoumanými vlastnostmi včetně unikátních laserových svazků.

„Vyvinuli jsme optický prvek na základě metapovrchu a ukázali jsme jeho efektivní fungování: souběžné formování a zaostřování zvláštního laserového svazku s vírovou strukturou polarizace. V ohnisku takového svazku se šíří světelná energie částečně směrem ke zdroji, což není možné při zaostřování klasických laserových svazků,“ řekl autor studie, docent katedry technické kybernetiky Samarské univerzity Dmitrij Saveljev.

Podotkl rovněž, že metapovrchy vyššího stupně zajišťují velký zpětný proud energie. Tedy laserové svazky zformované pomocí polarizujících prvků jsou odolné vůči poruchám, které vznikají při přenosu informací v různých turbulentních prostředích, například v zemské atmosféře.

„Existuje způsob přenosu informací laserovým paprskem v atmosféře, je ale citlivý vůči poruchám. Pomocí vyvíjených metapovrchů se dají vytvářet zvláštní laserové svazky, které budou odolnější vůči poruchám, které vznikají v atmosféře, jako jsou vítr, mlha a déšť. Takovým způsobem je možné přenášet informace na větší vzdálenost s menšími ztrátami,“ řekl spoluautor studie, vědecký pracovník Ústavu pro systémy zpracování obrazů RAV Sergej Degťarjov.

Vědec vysvětlil, že realizované metapovrchy umožňují vytvářet nové typy optických léček. Fungují jako vysavač: zpětný proud energie u optické osy nutí částice ke zpětnému pohybu směrem ke zdroji.

Podle slov odborníků se kromě toho díky spojení v jednom prvku polarizátoru a zaostřovače dá vytvářet velký zpětný proud energie v blízkosti optické osy. Pomůže to zdokonalit optické pinzety, řezání a rytí laserem v biologii, lékařství a obrábění materiálů a také snížit počet optických prvků v zařízeních.

„Řízení polarizace umožňuje vytvářet světelná pole s novými vlastnostmi. Změnou struktury laserového svazku se dá měnit také charakter působení na objekt, a to je velmi aktuální pro řezání a rytí laserem při obrábění materiálů,“ podotkl Dmitrij Saveljev.