物理學：獨特的光學捕獲系統提供了發射高功率激光的方法？
研究人員首次證明，在具有空芯的光纖中間，激光可用於操縱玻璃光纖，該玻璃光纖錐形到比一小塊灰塵小的尖點。令人驚訝的是，光學力導致尖銳點或“納米釘”在空心核心處自對準，隨著激光功率的增加將其越來越強地捕獲在核心中心。
“將高功率激光發射到光纖中，特別是空芯光纖，可能非常困難，通常需要大量的電子元件和光學元件才能保持對準，”馬克斯普朗克光學科學研究所所長Philip Russell解釋說。在德國埃爾蘭根，研究團隊的領導者。“這可以通過我們的新系統完成，只需將納米探針推入空心核心，然後慢慢調高激光功率。一旦納米探針自我穩定，你就可以調高激光功率，任何東西都不會移動或受損。”
在光學學會的高影響期刊Optica中，研究人員報告說，幾乎90％的激光從納米釘轉移到空心纖維。這項新工作可以增加空心纖維的應用，這是一種新型纖維，具有空芯而不是像傳統光纖那樣的玻璃製成。中空纖維特別擅長處理高功率激光，使其可用於激光加工和切割金屬，塑料，木材和其他材料。
亞波長納米釘！
為了製造納米釘，研究人員開始使用直徑約100微米的普通單模玻璃光纖。他們加熱這種纖維，使它們可以伸展形成錐形部分，然後用鹽酸蝕刻纖維尖端，形成直徑約100納米的納米釘 - 小於可見光波長 - 小於1毫米長。
研究人員通過將納米釘插入空心纖維並在單模光纖中發射高功率1064納米激光束來創建光阱。當激光進入光纖的錐形部分時，它開始擴散到納米釘之外，進入空心光纖內的空間。隨著錐度變得越來越小，光開始感測到較大纖維芯的邊界，這導致光向內朝向錐形光纖反射。該反射光在納米釘上施加機械力，形成光阱。
拉塞爾說：“納米探針由光線固定在正確的位置，以便將光線完美地發射到空芯中，而無需任何電子設備或其他系統來保持光線。”“如果任何組件移動一點，對激光沒有影響，因為納米探針自我對齊並自我穩定。”
研究光機械學的新方法！
除了有效地將高功率激光耦合到空心光纖外，新系統還提供了一種全新的方法來研究光或光機械所產生的機械力，特別是在極低壓力下。科學家們希望在高真空條件下研究光機械力，但由於尚未完全理解的原因，當空氣壓力從大氣壓降低時，顆粒往往會跳出光學陷阱。
“納米釘的美妙之處在於它表現得像一個非常小的粒子，但由於它一端牢固地固定在一塊堅固的纖維上，如果它跳出陷阱就不會丟失，”拉塞爾說。“這個系統允許我們測量在其他系統中幾乎不可能測量的力，使得探索基礎物理領域的可行性變得不可靠。”
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