Физики впервые продемонстрировали, что плазменные антенны, созданные с помощью лазера, способны передавать радиоволны. Статья об этом опубликована в издании IEEE Journal of Microwaves.
Исследователи использовали фемтосекундный лазер и низкоапертурную линзу с фокусным расстоянием два метра. Параметры лазера подобрали так, чтобы при фокусировке в воздухе в нем образовывалась ионизированная зона с плазмой. В эту зону бесконтактно подали сигнал, который плазма излучает вовне. Его удалось зафиксировать измерительной аппаратурой.
Плазменная антенна выглядит как световой меч длиной примерно 20 сантиметров и диаметром 0,1 миллиметра. Система работает в обычной атмосфере. Такая антенна легко настраивается изменением параметров лазера, а значит, оператор системы может генерировать антенны необходимой длины. Физики рассчитывают освоить диапазон длин антенн до нескольких километров.
Любой контакт с металлом способен разрушить такую антенну. Чтобы сделать плазменную антенну практичным инструментом, исследователи разработали бесконтактный способ подключения антенны к остальной необходимой радиоаппаратуре. Лазерный луч проходит через металлическое кольцо, часть устройства-фидера, подводящего сигнал к антенне. Так ученые создали плазменную нить, которая взаимодействует с фидером через электрическое поле, без физического контакта.
Генератор радиочастот подавал сигнал на фидер, создавая электромагнитное поле, которое заставило антенну из плазменной нити передавать радиоволны на соответствующей частоте. Такая система позволяет взаимодействовать с плазменным лучом, не касаясь его.
Управляя параметрами лазера, можно контролировать характеристики плазменной нити, включая ее длину. Созданная исследователями технология позволит контролировать и угол наклона плазменной антенны. Это будет особенно полезно для передачи сигналов в космосе, где каждый килограмм полезной нагрузки очень дорог. Ученые исследуют возможность работы таких антенн при пониженном давлении, что важно для будущего космического применения.
Физики еще не продемонстрировали способность этой антенны принимать радиосигналы, но не видят причин, почему бы она не смогла работать в режиме приемника.