Вчені навчилися створювати світлові "кулі" для наукових і виробничих цілей
Управління поширенням променів світла високої інтенсивності, що проходять крізь повітря або іншу прозору середу, є досить складним завданням, сильно утрудненою ефектами загасання і розсіювання світла. Але вчені з Франції та Греції створили новий тип променів світла, що одержали назву кільцевих променів Ейрі (ring-Airy beam), які при поширенні самофокусируются і перетворюються в високоінтенсивні світлові "кулі", здатні долати без розсіювання та згасання великі відстані. Чіткі межі, мала тривалість і висока інтенсивність цих світлових пакетів дозволить їх практичне використання в самих різних областях, починаючи від лазерної микромеханической обробки матеріалів і закінчуючи науковим обладнанням, в якому потрібні надкороткі імпульси лазерного світла.
Промінь Ейрі - це особливий тип променя світла, який згинається по параболі і змінює свою форму в міру його розповсюдження. Це назва такі промені отримали від поняття "інтеграла Ейрі", визначеного в 1938 році вченим-фізиком сером Джорджем Бидделем Ейрі (Sir George Biddell Airy) для пояснення деяких явищ при поширенні світла в однорідних або різнорідних середовищах.
У 2011 році науковці, деякі з яких увійшли до складу нинішньої наукової групи, експериментально отримали промені Ейрі у формі кільця. Поширюючись у лінійному режимі, такий промінь фокусується в гострий конус, що робить такі промені ідеальним кандидатом для реалізації технологій лазерних вимірювань. У своїх нових дослідженнях вчені вивчали процеси, що відбуваються при поширенні кільцевих променів Ейрі в середовищі з нелінійними оптичними властивостями. Отримані при цьому ефекти виявилися набагато різноманітніше і цікавіше, ніж при поширенні променів в лінійній оптичної середовищі. Вчені виявили, що кільцевий промінь Ейрі самофокусируется в світлову "кулю", яка практично не розсіюється ні з пройденою відстанню, ні з плином часу її існування, як це відбувається з гауссовскими променями, які виробляють звичайні лазери.
Крім цього, збільшення вихідної потужності лазера, що тягне за собою збільшення інтенсивності променя світла, не призводить до зміщення осі центру кільцевого променя Ейрі, що досить часто відбувається із звичайними променями. Використовуючи деякі теоретичні розрахунки, дослідники навіть виявилися здатні передбачити точне положення центру кільцевого променя Ейрі для кожного певного рівня потужності лазера, що згодом було підтверджено експериментальним шляхом.
Неймовірно тонке фокусування, висока інтенсивність і інші незвичайні властивості одержаних у вчених з кільцевих променів Ейрі світлових "куль" дозволяє без особливих праць реалізувати високоточні методи управління поширенням таких променів, те, чого неможливо домогтися за використання звичайних гауссівських променів. Як вже говорилося вище, такі можливості є ідеальними варіантами для вирішення багатьох практичних завдань, наприклад, лазерної терапії, обробки матеріалів і для створення оптичних обчислювальних пристроїв, що оперують імпульсами світла, тривалістю в аттосекунди часу.