Перейти к содержанию

Ученым удалось радикально увеличить время существования звуковой волны внутри стекла

Извeстнo, чтo квaрцeвoe стeклo являeтся oдним из нaибoлee прoзрaчныx мaтeриaлoв в мирe. Свeт мoжeт рaспрoстрaняться пo oптичeскoму oбoрудoвaния, кoтoрoe прoизвoдит в oснoвнoм из квaрцeвoгo стeклa, на десятки километров, прежде чем его интенсивность начинает значительно снижаться. Такая высокая прозрачность, низкая стоимость и высокая технологичность стекла вызывает то, что она является основой всех оптических технологий, используемых для передачи больших объемов информации. Но у стекла имеется и ряд загадочных свойств. При комнатной температуре стекло является отличным проводником акустических волн, в этом достаточно легко убедиться, слегка стукнув чем-то металлическим по краю стеклянного бокала и я слышу «стеклянный звон», в течение нескольких секунд. Тем не менее, в отличие от большинства других материалов, акустическая проводимость стекла резко падает с уменьшением температуры.

Как специфические акустические свойства достаточно долго были загадкой для ученых, исследующих и использующих стекло в своих экспериментах. В 1960 году ученые обнаружили еще целый ряд озадачивающих особенностей стекла, она проводит тепло гораздо хуже, чем ожидалось, и он нагревается гораздо медленнее, чем это предусмотрено теорией, учитывающей кристаллическое структура этого материала. Позже ученые нашли объяснение этих фактов, которые имеются внутри стекла поглощающих слоев, которые взаимодействуют со звуковыми колебаниями в том же порядке, как атомы взаимодействуют со светом. Тем не менее, истинная природа этих «акустических атомов» в стеклянной среде, так и не до конца поняты учеными и по сей день.

В других исследованиях, исследователи обнаружили, что значение коэффициента поглощения «акустических атомов» в стекле увеличивается за счет снижения температуры. И при достижении температуры точки, лежащие в рамках криогенного диапазона, стекло практически перестает быть акустические проводника.

Группа ученых из Йельского университета нашла способ, как увеличить акустической проводимости стекла. Используется лазерное излучение с четко определенной длиной волны для генерации интенсивных акустических волн в ядре волновода стекла акустического волокна. Этот свет привело к созданию звуковых волн той же частоты, который распространяется по оптическому оборудования, изменили свою частоту и регистрировались специальными датчиками. При этом, с помощью необычной технологии возбуждения акустических волн эти волны, распространяется и существовали в оптическое волокно гораздо дольше, чем при нормальных условиях.

Ученые считают, что этот успех может стать основой новых технологий, высокой точности измерения и новые принципы обработки информации. «Наша работа является первым шагом к возникновению новой области — программируемый акустические колонки, стеклянные окружающей среды», — говорит Питер Рэкич (Питер Rakich), ученый из Йельского университета, — «Принципы этой динамики позволит реализовать новые способы управления светом, распространяющимся в стеклянной среде, которые могут быть использованы при разработке фотонных вычислительных устройств, оптических устройств связи, датчиков и многое другое».