Фокус в 3 микрометра стал прорывом для науки и медицины: метаволокно переворачивает фотонику.
Учёные из Института фотонных технологий имени Лейбница и Университета Фридриха Шиллера в Йене (Германия) разработали инновационное решение для точного управления световым пучком — перестраиваемое метаволокно. Работа под руководством профессора Маркуса А. Шмидта опубликована в журнале Light: Science & Applications и открывает новые перспективы для интегрированной фотоники.
Как работает метаволокно
Устройство представляет собой двухжильное оптоволокно с интегрированной 3D-голограммой, созданной методом нанопечати прямо на его торце. Эта голограмма отображает только фазу и реагирует на интерференционную картину света, излучаемого сердечниками волокна. Изменяя относительную мощность между направляемыми модами, можно дистанционно смещать фокусировку без использования подвижных механических деталей или жидкокристаллических элементов.
Преимущества нового подхода
Эксперименты показали, что система обеспечивает точную и плавную перестройку фокуса с диапазоном более 3 мкм при сохранении высокого качества луча. Такой метод значительно быстрее традиционных механических и оптических решений и полностью совместим с существующими волоконными технологиями.
Потенциальные применения
Перестраиваемое метаволокно открывает широкие перспективы в различных областях:
-
микроскопия и лазерная хирургия — компактные эндоскопические инструменты для малоинвазивной диагностики и операций;
-
квантовая оптика и телекоммуникации — гибкая маршрутизация сигналов и фотонные схемы нового поколения;
-
оптические ловушки — высокоскоростное манипулирование микрообъектами.
Шаг к оптоволокну будущего
Авторы подчеркивают, что ключевая особенность разработки заключается в её простоте: фокусировка управляется исключительно модуляцией мощности, что делает систему компактной, надёжной и быстрой. Это исследование знаменует собой важный этап в интеграции фотоники в оптоволокно, что в будущем может привести к созданию целого класса интеллектуальных оптических систем нового поколения.
