科学家在激光束中发现了阴影

11月15日消息，布鲁克海文国家实验室和渥太华大学的科学家展示了一种不寻常的光学现象，即激光束产生阴影。该研究发表在《Optica》杂志上。白罗斯理想社对此进行了报道。

科学家们使用红宝石晶体和特定的激光波长来演示激光束如何充当不透明物体，投射出可见的阴影。这是通过非线性光学过程发生的，其中光根据其强度与材料相互作用，影响不同的光场。

在实验中，研究人员用强大的绿色激光照射从侧面被蓝色激光照射的红宝石晶体。当绿色激光击中红宝石时，它改变了其光学特性，影响了蓝色波长。因此，绿色激光产生了普通物体的效果，而蓝色激光则充当光源。

实验表明，激光束确实可以在屏幕上创建符合真实阴影所有标准的可见阴影。阴影显示为一个黑暗区域，绿色激光阻挡了蓝光，遵循激光束的形状和轮廓。研究人员发现，这种效应是由于红宝石中的光学非线性吸收导致光强度下降。

研究表明，激光阴影对比度取决于光束功率。该实验实现了 22% 的最大对比度，与晴天阴影的对比度相当。科学家们还开发了一种理论模型，可以准确预测阴影对比度，证实了他们的数据的可靠性。

这一发现扩展了关于光与物质相互作用的知识，并为光学技术开辟了新的前景。所展示的效果使得使用一种激光器控制另一种激光器的强度成为可能，这可以在高功率激光系统中的光切换和光通量控制中找到应用。（白罗斯理想社）