Физики скомбинировали идею когерентного идеального поглотителя (антилазера) с концепцией вырожденного резонатора. Построенная оптическая система эффективно поглощает свет, падающий на нее под различными углами, а ее работа оказалась устойчивой к типичным помехам оптических линий связи.

Исследование опубликовано в Science.

Поглощение — важная часть любой технологии, использующей свет. Для эффективной работы фотосинтеза, солнечных панелей и детекторов поглощение должно быть максимальным, чего, однако, сложно добиться из-за особенностей электромагнитного взаимодействия, а именно малости константы связи между светом и веществом.

Физики пытаются преодолеть эту трудность различными способами. Один из них — структурирование самого материала с целью увеличения его коэффициента поглощения. К успешным примерам такого подхода можно отнести рекордно черные материалы на основе золота или нанотрубок.

Коэффициент поглощения определяет долю захваченного света на единицу толщины материала. Другими словами, для достаточно тонких материалов даже большие коэффициенты поглощения оказываются неэффективны. В этом случае ученые с помощью зеркал пытаются возвращать прошедший через объект свет, чтобы он снова и снова пытался поглотиться. С одной стороны, зеркала должны быть максимально непроницаемы, чтобы эта схема сработала. С другой стороны, непроницаемость не позволит загнать свет в полость.

Выходом из этой трудности стало использование резонаторов. При точном согласовании расстояния между зеркалами и длины волны света, выход из резонатора будет подавлен деструктивной интерференцией. Интерференционные способы усиления поглощения света называют когерентными идеальными поглотителями или антилазерами, из-за того, что принцип их работы можно описать как инвертированную во времени лазерную генерацию. Когерентное поглощение работает не только со светом, но и с другими типами волн, но оно жестко привязано к направлению падающего света и форме его волнового фронта.

Чтобы преодолеть эти ограничения физики из Австрии и Израиля под руководством Ори Каца (Ori Katz) из Еврейского университета в Иерусалиме изготовили антилазер с вырожденным резонатором.