Совершенный поглотитель когерентного света может пригодиться в вычислительной технике и коммуникациях, а также в фотоэлектрических генераторах, полагают специалисты из Йеля (Yale University), осуществившие любопытный эксперимент и заявившие о рождении нового элемента оптики.

В классическом лазере внешнее излучение вызывает возбуждение атомов и индуцирует вынужденную генерацию фотонов, которые накапливаются по принципу лавины. В последние годы расширилось представление учёных о том, какие материалы и в каких случаях способны стать активной средой.

Теперь же экспериментаторы установили, что принцип лазерного излучения может работать и в обратную сторону, то есть протекать, словно бы обращённый назад во времени.

При этом получается не обычное поглощение излучения веществом, а своего рода «антилазер» (в терминологии авторов устройства — coherent perfect absorber — CPA), полностью впитывающий падающий когерентный пучок (полученная энергия может преобразовываться в тепло или в пары электрон-дырка). Упрощённо эффект, достигаемый в CPA, можно представить как результат идеальной интерференции отражённых и проходящих частей исходного пучка.

Работоспособность этой идеи йельские физики продемонстрировали на примере тонкой пластинки из кремния. Они заставили её поглотить падающие лазерные лучи. Причём были поставлены опыты с несколькими длинами волн, которые дали богатую пищу для размышлений относительно происходящего в слоях атомов.

Интенсивность выходного излучения (в логарифмическом представлении) в зависимости от фазы и длины падающей волны (красная и синяя линии), видны провалы на фиксированных частотах. При некогерентности двух входных пучков идеальное поглощение нарушается (пунктирная линия). На врезке: диапазон интенсивности отражённых лучей. Серый цвет – область измеренных в эксперименте значений при разных волнах и разной толщине кремниевой пластинки, чёрная кривая – рассчитанный авторами теоретический минимум (иллюстрация Y. D. Chong et al.)

Детали этого опыта раскрывает статья на arXiv.org.