Araştırmacılar, bir lazer ışınının gölge oluşturabileceğini, geleneksel gölge anlayışına meydan okuyabileceğini ve başka bir lazer ışınını kontrol etmek için bir lazer ışınını kullanan teknolojiler için yeni olanaklar açabileceğini keşfetti.
“Daha önce, lazer ışığının diğer ışık kaynaklarıyla etkileşime girmemesi nedeniyle lazer ışığının gölge oluşturmasının imkansız olduğu düşünülüyordu. Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda araştırma ekibi lideri Rafael A. Abrajao, “Mantığa son derece aykırı bir optik etki gösterdiğimiz, gölgelerin yeniden düşünülmesine yol açıyor” dedi.
Bu etki, ışığın yoğunluğuna bağlı olarak bir malzeme ile etkileşime girdiği ve başka bir optik alanı etkileyebildiği doğrusal olmayan bir optik süreç nedeniyle oluşur. Deneyde araştırmacılar yakut kristali ve spesifik lazer dalga boylarını kullandılar. Güçlü bir yeşil lazer, standart yakut kristalden oluşan bir küpün içinden yönlendirildi ve yandan mavi bir lazerle aydınlatıldı. Yeşil lazer bir yakutun üzerine çarptığında, malzemenin mavi dalga boyuna tepkisini yerel olarak değiştirerek normal bir nesne gibi davranır, mavi lazer ise aydınlatma görevi görür.
“Gölge anlayışımız, ışık ve optik anlayışımızla birlikte gelişti. Bu keşif, optik anahtarlama, ışığın diğer kaynakları etkilediği cihazlar veya yüksek güçlü lazerler gibi ışık iletiminin hassas kontrolünü gerektiren teknolojiler gibi çeşitli uygulamalarda faydalı olabilir” dedi.
Deney fikri, 3 boyutlu görselleştirme yazılımı kullanılarak oluşturulan bazı deneysel tasarımların, lazer ışınının fiziğini hesaba katmadan onu bir silindir gibi ele aldıkları için lazer ışınının gölgesini tasvir ettiği fark edildiğinde ortaya çıktı.
“Öğle yemeğinde eğlenceli bir tartışma olarak başlayan şey, lazerlerin fiziği ve malzemelerin doğrusal olmayan optik tepkisi hakkında bir sohbete dönüştü. Buradan lazer ışınının gölgesini gösterecek bir deney yapmaya karar verdik” dedi Abrajao.
İki ışık kaynağının etkileşimi sonucunda ekranda yeşil lazerin mavi ışığı engellediği karanlık bir alan olarak görülen bir gölge oluştu. Gölge için tüm kriterleri karşılıyordu, çıplak gözle görülebiliyordu, düştüğü yüzeyin hatlarını ve bir nesne gibi davranan lazer ışınının konumunu ve şeklini takip ediyordu. Lazer gölge efekti, yakuttaki optik doğrusal olmayan emilimin bir sonucudur; burada yeşil lazer, mavi aydınlatıcı lazer ışınının optik emilimini arttırır ve aydınlatıcı ışıkta daha düşük optik yoğunluğa sahip karşılık gelen bir bölge oluşturur.