#оптика

Новое покрытие сверхточных зеркал обсерватории LIGO вступило в конфликт с используемой учеными системой лазеров. Специалистам пришлось переработать схему стабилизации длины плеча (arm-length stabilization, ALS) под новые условия.

Волны света, звука или радиосигнала, попадая в комнату неровной формы, обычно начинают хаотично рикошетить и превращаться в беспорядочный шум. Однако физикам удалось укротить этот волновой хаос: запустив сигналы в искривленную камеру из особого «гиперболического» материала, они обнаружили, что волны не рассеиваются, а сами собой собираются в идеальные, устойчивые и повторяющиеся маршруты.

Слушатели узнают о том, как устроено зрение человека.

В состоянии квантовой запутанности некоторые параметры частиц оказываются жестко связаны. Если спин одного запутанного фотона направлен в одну сторону, а второго — в противоположную, то если изменится спин первого, то у второго этот показатель тоже перевернется.

Международная группа ученых решила заморозить оптоволокно с жидким сердечником для создания резких фазовых переходов. Эксперименты показали, что этот подход открывает новые возможности для нейроморфных вычислений.

Чтобы спутник не потерял ориентацию в космосе, мощный лазер бил точно в цель, телескоп разглядел свет далеких галактик, а рисунок микросхемы вышел без единого дефекта, нужен материал с уникальными свойствами. Он должен работать при высоких температурах и при этом оставаться прозрачным в ультрафиолете. На практике такими характеристиками обладает сверхчистое кварцевое стекло. Производят этот материал в США, Германии и Японии, при этом традиционная технология его изготовления основана на использовании токсичных хлорсодержащих веществ. Ученые Пермского Политеха разработали отечественный способ создания такого стекла, полностью исключающий вредные выбросы. Полученный материал имеет пропускание более 80% в ультрафиолетовой области на длине волны 190 нанометров и более 90% в видимой области спектра — это уровень лучших мировых аналогов.

Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.

Исследователи экспериментально и на цифровых моделях доказали, что кристалл с эффектом люминесценции способен работать как искусственный синапс без участия электроники. Отказ от перевода света в ток поможет многократно снизить энергопотребление датчиков в системах машинного зрения. Однако успех пока подтвердили лишь на крупном лабораторном прототипе, поэтому технология потребует дальнейшей оптимизации.

Участники увидят, как свет ведет себя на границе разных сред.

Ученые из Квантового центра МТУСИ и Института цифрового неба МФТИ разработали многостадийный алгоритм MAFFT для реконструкции карт интерференционных полос в статичной интерферометрии. Он позволит улучшить анализ торцов оптических волокон, что важно для телекоммуникаций и медицины. Среди других применений — астрономия, материаловедение и неразрушающий контроль в промышленности.

Слушатели узнают про фундаментальные ограничения оптики.

Коллектив российских ученых из МФТИ, Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, Института искусственного интеллекта AIRI и других ведущих научных центров создал новый итерационный фреймворк WISP, позволяющий с высокой точностью восстанавливать фазовую информацию из одиночных и сильно зашумленных интерферограмм. Разработанный алгоритм демонстрирует значительно более высокую устойчивость к шумам и точность по сравнению с существующими методами, включая подходы на основе глубокого обучения, открывая новые горизонты для изучения сверхбыстрых и сложных физических процессов, таких как плазменные разряды.

Исследователи разработали методику для сворачивания стекла в микроскопические трехмерные фотонные структуры. Физики назвали процесс фотонным оригами. Этот метод может обеспечить создание сложных оптических устройств для обработки данных, сенсорики и экспериментальной физики прямо на чипе, рядом с другими электронными компонентами.

В Южной Корее группа профессора Ким Джун Ки (Ki Jun Kim) из Медицинского центра Асан (ASAN Medical Center) и Университета Ульсана разработала метод сверхчеткой визуализации живых клеток. Для этого используется двухфотонный микроскоп, а полученные изображения обрабатываются алгоритмами.

Американские ученые сообщили об успешной фотонакачке фотонно-кристаллического поверхностно-излучающего лазера c захороненным диэлектриком на безопасной для глаз длине волны при комнатной температуре. Это новый этап в развитии лазерных технологий.

Команда физиков из Японии смогла сделать из монокристаллического ниобата лития рентгеновское зеркало, способное легко менять форму. Использование деформируемых зеркал даст ученым проводить эксперименты быстрее.

Астрономам удалось получить самые детализированные изображения Солнца, не покидая пределов Земли. Для этого была использована модернизированная система адаптивной оптики телескопа Goode Solar Telescope, расположенного в обсерватории «Большой Медведь» (Big Bear Solar Observatory, США).

Ученые из РТУ МИРЭА провели исследование, посвященное тому, как свет отражается от многослойных зеркал. Они стремились понять, как именно такие зеркала взаимодействуют с различными типами поляризованного света и какие факторы влияют на его прохождение и отражение. Результаты исследования найдут свое применение в разработке оптических устройств.

Ученые нашли эффективную конфигурацию фотонного кристалла с функциональной «стеной» под углом к волноводу. Созданная структура концентрирует свет в области, сравнимой с длиной волны излучения.

Группа исследователей из США во главе с профессором Реном Нг (Ren Ng) из Калифорнийского университета в Беркли заявила об открытии ранее невидимого цвета, получившего название olo. Цвет был зафиксирован в ходе эксперимента с лазерной стимуляцией сетчатки глаза. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Ученые использовали хром и две прямоугольные призмы, чтобы воссоздать эффект черных и белых дыр на свет. Оптическое устройство успешно поглощает или отталкивает излучение в зависимости от его поляризации.

Российские ученые продемонстрировали новый тип мод — октупольные квазизахваченные моды на метаповерхности, состоящей из нанодисков дисульфида молибдена MoS2. Это открытие способствует созданию эффективных концентраторов и нелинейных преобразователей света на основе метаповерхностей Ван-дер-Ваальса.

Химики Тюменского государственного университета, Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина совместно с немецкими коллегами впервые синтезировали слоистые орторомбические четверные теллуриды, состоящие из теллура, меди и двух редкоземельных элементов. Синтез этих соединений позволит в будущем получать полупроводниковые материалы с требуемой для фотовольтаических материалов шириной запрещенной зоны и использовать в многослойных солнечных элементах, улучшая разделение зарядов.

В Сети набирает популярность видеоролик, который сняла лыжница Ленка Лянчи (Lenka Lanci) на горнолыжном спуске австрийского курорта SkiWelt. На кадрах видно, как овальный луч света, напоминающий фантастический портал в другое измерение, сверкает на заснеженном ландшафте гор.

Слушатели узнают, как голография используется в настоящее время и в каких сферах научной деятельности эта технология наиболее востребована.

Физики научились управлять состояниями света с нарушенной симметрией в оптических микрорезонаторах — устройствах, которые называют «ловушками для света». Так, авторы экспериментально сгенерировали в микрорезонаторе переключаемые несимметричные — различные по интенсивности — волны, лазерные источники которых были изначально одинаковыми. Открытие будет полезно при разработке компактных фотонных устройств, например, сверхчувствительных датчиков, оптических переключателей и логических элементов.

Физики впервые продемонстрировали, что отрицательного преломления света можно добиться с помощью атомных решеток — без использования искусственно созданных метаматериалов. Это может революционизировать оптику и стелс-технологии.

Исследователи получили четкие изображения растений сорго при освещении на порядок уступающем свету звезд по интенсивности. Новый метод позволяет изучать растения не повреждая их.

Квантовые взаимодействия электронов внутри материалов могут привести к возникновению необычных феноменов. Например, 16 лет назад физики предсказали существование так называемых полудираковских фермионов — квазичастиц, изменяющих свою массу в зависимости от направления движения. Однако обнаружить их в слоистом материале удалось только сейчас, причем случайно. Это может привести к созданию новых материалов с уникальными оптическими свойствами.

Китайские исследователи разработали интегрированный на чипе поляризационный фотодетектор. Для его создания пришлось разработать новый метод — нанопечатную кристаллизацию.

Сотрудники Лаборатории фотоники и оптической обработки информации НИЯУ МИФИ разработали оригинальную нейросеть для расчета и синтеза голографических изображений.

Молодой ученый из Университета Атенео-де-Манила (Филиппины) построил прибор для проверки чистоты хиральных соединений, в частности образцов аскорбиновой кислоты, отпускаемых без рецепта. Поляриметры помогают определить механические напряжения в прозрачных твердых телах за счет измерения угла вращения плоскости поляризации, вызванной оптической активностью прозрачных сред, растворов (сахарометрия) и жидкостей. Импровизированное устройство студент собрал практически из подручных предметов: конструктора «Лего», пластиковой шкалы, поляризационной пленки и электрических компонентов.

Две группы ученых из Санкт-Петербурга (Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН и СПбГУ) и Москвы (МФТИ и Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники имени В. Г. Мокерова) объединись, чтобы теоретически изучить возможность получения коротких импульсов за счет когерентной синхронизации мод квантово-каскадного лазера с малыми временами релаксации. Это исследование открывает новые горизонты в области сверхбыстрой оптики.

Группа ученых создала вычислительный метод, облегчающий создание изображений голографическим способом. Теперь специалистам не нужно будет работать в очень строгих условиях для получения качественных изображений.

Участники мероприятия увидят приборы специального назначения, связанные с космосом и не только.

Российские исследователи из ЮФУ и РХТУ сделали важный шаг в развитии фотоники, создав и изучив свойства уникального материала с аномально широкой полосой локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Основой разработки стали наночастицы золота, сформированные внутри стекла. Новые свойства материала открывают широкие перспективы для создания высокоэффективных устройств, включая солнечные батареи.

Участники мероприятия узнают про необычайные атмосферные явления.

Французские ученые представили спиралевидные линзы, основанные на технике проектирования свободной формы, которые позволяют видеть четко на разных расстояниях и при разном освещении. Это открывает новые перспективы в области оптики.

Используя пространственный модулятор света и небольшой набор программируемых параметров, ученые проводили нелинейно-оптические вычисления внутри многомодовых волокон. Итоговая производительность работы их сети была сопоставима с нейросетями с более чем в 100 раз большим количеством параметров.

Физики из МФТИ и Физического института имени П. Н. Лебедева представили новую схему для производства микроскопических приборов в виде комбинации асферической микролинзы и массива микролинз, полученных методом двухфотонной литографии. Полученные результаты имеют широкий спектр применения в производстве сложных оптических устройств, оптимизированных микрообъективов для высокоточного измерения кривизны волнового фронта и изготовления преломляющих рентгеновских линз.

Участники мероприятия узнают про законы геометрической оптики.

Участники мероприятия узнают о физике цвета и биологии его восприятия человеком и животными.

Оптоволокно — это стеклянные нити, позволяющие передавать световой сигнал на большие расстояния без потерь и с высокой скоростью. Малые габариты, низкое энергопотребление, устойчивость к перепаду температур и агрессивным средам позволяют использовать кварцевые волокна для лазеров, гироскопов, передачи данных в нефтяных скважинах и даже в космосе. В связи с этим, требования к оптоволокну по прочности, радиационной стойкости, температуре эксплуатации и иным свойствам постоянно возрастают. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИФМ УрО РАН города Екатеринбурга собрали экспериментальную установку, которая позволила исследовать воздействие магнитного поля на плазменную искру, движущуюся в оптическом волокне. Результаты исследования помогут в разработке методик формирования внутриволоконных микроскопических структур, на основе которых можно создавать чувствительные оптические датчики или рассеиватели излучения.

Российские ученые при участии исследователей НИТУ МИСИС предложили новый материал на основе нитрида бора и наночастиц оксида цинка с контролируемыми оптическими свойствами. Как отмечают авторы исследования, в будущем материал сможет найти применение как в оптоэлектронике, так и в медицине.

Детальное исследование показало, что понижение симметрии и как следствие изменение оптических свойств граната связано с упорядочением катионов железа и магния в октаэдрических позициях. Подобное упорядочение возможно только при условии медленного роста кристаллов и относительно низкой температуры кристаллизации. Исследователи предполагают, что призматическая форма кристаллов вероятнее всего связана с мероэдрическим двойникованием во время роста кристаллов. Необычные свойства изученного минерала могут найти применение для производства новых оптических материалов.

Ученые Научно-образовательного центра «Физика и технология гетерогенных материалов и наногетероструктур» СПбПУ провели исследование преломления света излучения лазеров и светодиодов. Результаты исследования имеют большой потенциал применения в оптической связи на больших расстояниях, оптическом шифровании и визуализации объектов «за углом».

Научный обозреватель Коди Кэссиди в издании Wired рассказывает о скромном нидерландском продавце тканей Антони ван Левенгуке, который изготовил самую мощную линзу своего времени и стал первым на свете человеком, увидевшим микроорганизмы. До сих пор не совсем понятно, как Левенгук добился такой точности обработки линз. Статья публикуется в переводе Naked Science.

Исследователи Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые обнаружили оптический эффект, который в перспективе позволит снизить стоимость телекоммуникационного оборудования за счет замены дорогостоящих кристаллических элементов для управления световыми потоками на элементы из стекла.

Ученые из Сколтеха создали решение для экспресс-проверки корректного функционирования оптоакустических микроскопов и томографов — аппаратов, которые при помощи ультразвука и лазерного излучения видимого и инфракрасного диапазонов, без рентгена, обнаруживают злокачественные опухоли молочной железы и имеют потенциал для раннего обнаружения рака кожи и — при эндоскопическом исполнении — для определения типа атеросклеротических бляшек. Описанная в ACS Photonics тест-система впервые обеспечивает экспресс-диагностику оборудования для оптоакустической визуализации сразу в трех измерениях и подходит для аппаратов с различными рабочими длинами волн и разным разрешением, вплоть до 10 микрометров.

Цвет неба — это не просто «рассеяние лучей в атмосфере». Это комбинация рассеяния, поглощения и даже отражения (например, в случае со сплошной облачностью Венеры и газовых гигантов). Атмосфера Марса содержит относительно много пыли, которая и даёт красную (оксид железа) окраску. Небо на Земле во время пыльных бурь тоже не голубое, а желтое — за счет...