관형 레이저 빔은 희박한 공기로 만들어진 광섬유 케이블만큼 많은 양을 생성할 수 있다고 연구원들은 Physical Review X에 게재된 연구에서 보고합니다.
레이저로 가열된 공기는 광섬유 케이블을 배치할 필요 없이 빛 신호를 효율적으로 전송할 수 있습니다. 이러한 공기 기반 “도파관”은 또한 자체적으로 공기를 통해 잘 전파되지 않는 초고에너지 레이저에 대한 경로를 제공할 수 있으며, 레이저 빔 무기에 대한 경로로 선전된 초기 노력을 기반으로 합니다.
메릴랜드 대학(University of Maryland in College Park)의 물리학자 하워드 밀치버그(Howard Milchberg)는 최신 실험이 그의 팀의 이전 도파관 시도를 60배 이상 능가하여 도파관의 길이를 거의 50미터로 확장했다고 말했습니다.
연구원들은 “도넛 모드(doughnut mode)”에서 레이저를 작동시켰는데, 여기서 빔은 길이를 따라 속이 빈 코어를 가지고 있어 빛나는 도넛 더미와 비슷합니다. 빔은 차갑고 밀도가 높은 공기를 감싸는 뜨겁고 관 모양의 공기층을 만듭니다. 이것은 공기로 만들어진 광섬유 케이블과 유사한 것을 만듭니다. 기존 광섬유에서 빛을 안내하는 플라스틱 클래딩으로 덮인 투명한 코어 대신 밀도가 높은 공기가 코어 역할을 하고 그 주변의 뜨거운 공기가 클래딩 역할을 합니다.
도파관 길이를 수 킬로미터로 늘리는 것은 주로 도넛 모드 레이저 출력을 높이는 문제라고 Milchberg는 말합니다. “유일한 문제는 레이저를 안전하게 멀리 발사할 수 있는 1킬로미터가 없다는 것”이라고 그는 말합니다. 더 긴 버전의 실험을 실행할 공간을 찾기 위해 미국 국립 연구소 중 하나와 거래해야 할 수도 있습니다.
잠재적인 군사적 응용에도 불구하고 Milchberg는 그와 그의 팀이 레이저를 발사하고 방출하는 빛을 측정하여 재료의 화학적 구성을 밝히는 시스템의 범위를 확장하는 것과 같은 과학적 용도에 더 초점을 맞추고 있다고 말했습니다. 공기 기반 도파관은 샘플을 분석하기 위해 가까이 다가갈 필요 없이 방출된 빛을 멀리 떨어진 시스템으로 다시 보낼 수 있습니다.