EO

Natuurkundigen vangen licht in het oog van een storm

07 juni 2018 om 08:12 uur

In het midden van een orkaan is het rustig. Maar niet alleen orkanen hebben een oog, blijkt nu. Natuurkundigen van onderzoeksinstituut Amolf en de Universiteit van Amsterdam hebben namelijk licht gevangen in het oog van een lichtwervel. Op termijn zouden lichtorkanen nuttig kunnen zijn bij de fabricage van kleine lasers.


"Het is alsof je licht opsluit in een gevangenis met onzichtbare muren", zegt onderzoeker Hugo Doeleman van Amolf. "Het licht kan alle kanten op, maar doet dat niet."


Doeleman vertelt dat veel mensen in zijn vakgebied gefascineerd zijn door een in 2013 ontdekt verschijnsel dat ook in licht kan optreden: een bound state in the continuum, oftewel Bic. Men spreekt over een Bic als lichtgolven ergens gevangen blijven zitten, zonder dat er iets is dat ze tegenhoudt.


In 2014 voorspelde een groep onderzoekers van MIT, Harvard en Yale dat deze Bics het middelpunt zijn van een soort wervel van licht. Doeleman heeft nu met collega's het bestaan van die wervel experimenteel bewezen. Ze wisten een lichtorkaan te maken en aan te tonen dat het licht inderdaad is ingesloten in een zogeheten polarisatiewervel: het licht kan niet ontsnappen uit het oog.

 

Twee lichtresonatoren

Om een Bic te maken, is een sample nodig waarin invallend laserlicht door twee afzonderlijke lichtresonatoren wordt verstrooid. Amolfs sample bestond uit een rij siliciumnitride balkjes op een dun, glazen membraan. Door de interferentie tussen het licht uit beide resonatoren ontstaat er een draaikolkachtige vorm in de polarisatierichting van het licht. Dit gebeurt rondom het punt waar het licht opgesloten zit: het oog. "In het oog van de draaikolk zijn de resonatoren precies zo uitgebalanceerd dat ze elkaar door interferentie uitdoven. En zo vormt zich de onzichtbare muur die het licht opsluit.

 

Fotonica

"Bijzonder is dat de wervel het ogenschijnlijk gevangen licht ‘robuust' maakt. Zolang de wervel er is, is er een oog. Kleine imperfecties kunnen de wervel wel verplaatsen of vervormen, maar dan beweegt het oog mee. Pas als de wervel helemaal verdwijnt, verdwijnt ook het opgesloten licht." Dat kan handig zijn voor toepassingen in de fotonica: het betekent dat de lichtorkaan tolerant is voor afwijkingen, die altijd voorkomen.


Op termijn zouden lichtorkanen nuttig kunnen zijn bij de fabricage van kleine lasers. Doeleman: "Om een goede laser te maken, moet je licht een tijd kunnen vasthouden en concentreren." Zo'n kleine laser zou je vervolgens kunnen plaatsen op een fotonische chip. "Maar dat is de lange termijn. Nu zijn we vooral gegrepen door het fenomeen zelf. We staan nog aan het begin van het ontdekken wat er allemaal mee kan."

 

Gerelateerd nieuws

Functionele 3D-geprinte schokdemper uit drie technieken

Functionele 3D-geprinte schokdemper uit drie technieken

Covestro heeft een demonstratiemodel van een schokdemper gemaakt uit drie materialen en met drie manieren van 3D-printen. Dit complexe onderdeel markeert een mijlpaal op de weg van het maken van enkele stuks tot de…

Een waterstofsensor die werkt op kamertemperatuur

Een waterstofsensor die werkt op kamertemperatuur

Onderzoekers van de TU Delft hebben een waterstofsensor ontwikkeld die op kamertemperatuur werkt. De sensor is gemaakt van een dunne laag wolfraamtrioxide.

Trillende glazen ring als circulator op chip

Trillende glazen ring als circulator op chip

Circulatoren werken doorgaans met magneten. Dit principe is echter te groot voor toepassing op optische chips. Wetenschappers van Amolf en de Universiteit van Texas vonden de oplossing in een trillende glazen ring die…

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV
B&R Industriële Automatisering BV

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

13 september 2018, Utrecht

Leiderschapsontwikkeling voor ingenieurs

Voor een succesvolle carrière in de techniek is het steeds belangrijker dat je, naast actuele kennis van...

18 september 2018, Breda

SIL & PL Specialist, machine safety met TÜV persoonscertificaat

Dé 6-daagse opleiding over functionele veiligheid! In deze praktijkgerichte training leren cursisten...

19 september 2018, Eindhoven

Data-analyse en toegepaste statistiek

Data is overal. De kunst is om daaruit belangrijke verbanden en trends te halen.

Meer agendapunten »