الرئيسية » اكتشف روسيا! » علماء الفيزياء الروس صنعوا نوعا جديدا من ليزر نوبل

علماء الفيزياء الروس صنعوا نوعا جديدا من ليزر نوبل

أخترع علماء الفيزياء الروس في  مدينة سانت بطرسبورغ  نوعا جديدا من الصمامات الثنائية الليزرية التي باستطاعتها تركيز الاشعاعات في شريحة رقيقة جدا واستعملوها كقلب للملاقط البصرية التي حصل صانعوها على جائزه نوبل . و نتائج هذه الاختراعات نشرت في مجلة الأبحاث العلمية scientific reports

 نقلا عن المكتب الصحفي لمعهد الفيزياء التقني التابع لأكاديمية العلوم الروسية في مدينة سانت بطرسبورغ ، غريفوري سوكولوفسكي قال: ” لقد استطعنا اظهار انه من الممكن انشاء حزمة بيسل بشكل خاص  ”  الضوء المفتول ” حتى من شعاع الليزر ذات الخصائص المكانيكية السيئة مما يفتح إمكانيات جديدة لاستخدام أشباه الموصلات الليزرية ذات القدرة العالية.

الملقط الضوئي او اللاقط الضوئي هو اداة خاصة قادرة على التلاعب باجزاء مجهرية من المادة ، بما في ذالك الخلايا الحية وذلك باستخدام جزيئات الضوء .

وكقاعدة عامة ، فان الدور الرئيسي في هذه الاجهزه تلعبه البواعث الدقيقة اللازمة التى تبعث نبضات ضويئة مبرومة او ملتوية . الاجهزه الاولية التي بصناعتها منحت جائزة نوبل كانت لها عدة قيود ، فهي لاتستطيع العمل في البيئة القذرة . عندما تعبر الجزيئات من خلال الاشعاع الليزري ممكن التلاعب بها فقط على مسافات قصيرة.

منذه حوالي 6 سنوات ، تمكن العلماء من حل معظم هذه المشاكل باستخدام اشعة الليزر الغير بسطية المسماه ” حزمة بيسل “. بهذا المعنى، علماء الرياضيات والفيزياء ، اعتبروا ان مجموعة من اشعة الضوء ذات شكل خاص ملتوية بحيث ان استطاعتهم لاتتغير خلال عملية انتشارهم اذا نظرنا على هذه الحزمة من جانب فهي تبدو متشابهة لحرف X  واذا نظرنا من الجانب الاخر فترتبط كمجموعة حلقات متداخلة .

يفضل هذه النموذج ” حزمة بيسل” تستطيع لوي الجزيئات المختلفة بدون نشرها والحفاظ على حجمها أثناء التحرك لمسافات طويلة . رياضياً ، فانه من المستحيل الحصول على شعاع كامل من هذا النوع ، لكن بسهوله ممكن الحصول على مطابقتها بشكل كامل عن طريق تمديد شعاع الليزر من خلال عدسة مخروطية خاصة .

سوكولوفسكي وزملائة في الوقت نفسه اخترعوا ملقط بصري من نوع جديد واستطاعوا تحسين عمل الصمامات الثنائية الليزرية بشكل بارز ، عندما لفت انتباهم أن ” حزمة بيسل” يمكن استخدامها للقضاء على العيب الرئيسي  للموصلات الطبيعية الليزرية ، هو التكتل الضعيف لانبعاثاتها .  والفيزيائون الروس فحصوا حقيقة هذا الأمر ، قبل إجراء تجارب مشتركة مع علماء من اليونان وانجلترا.

طابعتهم الدقيقة ثلاثية الابعاد ساعدت مجموعة سوكوفوسكي على صناعة عدسات دقيقة مخروطية، الصقوهاعلى أطراف الألياف البصرية التي مدت من خلال الصمام الثنائي.

بعد الاختبار الصحيح للمقاسات الهندسية  للعدسة، استطاع الفيزيائيون تركيز شعاع الصمام الثنائي باكثر من عشره مرات مما كان عليه ، من خلال استعمال العدسات الكروية الكلاسيكية ، ونتيجة لذالك، فإن قطر بقعة الضوء الليزر انخفض إلى (2÷4)  ميكرومتر ، تكفي لاستخدام  فعل هذه الصمامات الثنائية كقلب للملاقط الضوئية .

كما تبين من خلال المزيد من التجارب ، الشعاع بهذا الحجم يلتقط جيدا الكرويات الحمراء الوحيدة في الدم ذات الأحجام المتشابهة والتي تنتقل الى مسافات طويلة .

 إضافة إلى الملاقط البصرية ، هذه الأشعة الليزرية يمكن استعمالها لصناعة التقينات لمختلفة في معالجة المواد الطابعات ثلاثية الابعاد، وذالك لتقليل حجم والحد بشكل كبير من تكلفة العديد من أنظمة الليزر لتحل مكان الإلياف الليزرية والإجسام الصلبة التي تعمل اليوم .

نوفوستي

ترجمة:

 صادق النويني

ria.ru/science/20181002/1529815030.html

اترك تعليقا