物理學家開發(fā)出完美的光陷阱
研究團隊發(fā)現(xiàn)了一個可以使一束光甚至在最薄的層中都能被完全吸收的技巧。他們利用鏡子和透鏡在薄層周圍建造了一個“光陷阱”。
無論是在光合作用還是在光伏系統(tǒng)中:如果想有效地利用光,那么必須盡可能地完全吸收它。但是,如果吸收是在通常讓大部分光線通過的薄層材料中進行,則很難做到這一點。 現(xiàn)在,來自維也納工業(yè)大學和耶路撒冷希伯來大學的研究團隊發(fā)現(xiàn)了一個可以使一束光甚至在最薄的層中都能被完全吸收的技巧。他們利用鏡子和透鏡在薄層周圍建造了一個“光陷阱”,在這個陷阱中,光束被引導成一個圓圈,然后疊加在自己身上,恰恰是以這樣一種方式,光束阻擋了自己,無法再離開這個系統(tǒng)。因此,光沒有其他選擇,只能被薄層吸收--沒有其他出路。 研究團隊在《科學》上介紹了這種吸收放大方法,這是兩個團隊之間富有成效的合作的結(jié)果。該方法由耶路撒冷希伯來大學的Ori Katz教授提出并跟維也納工業(yè)大學的Stefan Rotter教授共同構(gòu)思。實驗是由耶路撒冷的實驗室團隊進行,理論計算則來自維也納的團隊。 薄層對光是透明的 維也納工業(yè)大學理論物理研究所的Stefan Fotter教授說道:“當光照射到固體物體上時,吸收光很容易。一件厚厚的黑色羊毛衫可以輕易地吸收光線。但在許多技術(shù)應(yīng)用中,你只有一層薄薄的材料可用,你希望光正好在這層中被吸收。” 已經(jīng)有人嘗試改善材料的吸收能力。如可以將材料放在兩面鏡子之間。光線在兩面鏡子之間來回反射,每次都會穿過材料,因此有更大的機會被吸收。然而為了這個目的,鏡子必須不是完美的--其中一面必須是部分透明的,否則,光根本無法穿透兩面鏡子之間的區(qū)域。但這也意味著,每當光線照射到這個部分透明的鏡子時,一些光線就會丟失。 光線會阻擋自己 為了防止這種情況,可以以復雜的方式利用光的波特性。耶路撒冷希伯來大學的Ori Katz教授表示:“在我們的方法中,我們能夠通過波的干涉來取消所有的反向反射!眮碜跃S也納科技大學的Helmut Horner指出:“在我們的方法中,光線也首先落在一個部分透明的鏡子上。如果你簡單地將一束激光發(fā)送到這面鏡子上,那么它就會被分成兩部分。大的部分被反射,小的部分穿透鏡子! |
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