Физики разработали и экспериментально протестировали акустооптическую систему, которая позволяет отклонять лазерный пучок за счет дифракции на оптической решетке ультразвуковых волн в воздухе. Как сообщается в Nature Photonics, доля интенсивности в отклоненном пучке достигла более чем 50 процентов от исходной, и отклонить луч удалось при пиковой мощности лазера на два-три порядка выше характерного предела для твердотельных систем.

Контролировать параметры оптических волн, такие как интенсивность, фаза и направление распространения — важная задача во многих отраслях физики, от гравитационно-волновой астрономии до производства полупроводников. Одна из идей в основе такого контроля — управление показателем преломления среды. Сравнительно большой (около 0,5) разницы в показателях преломления легко достичь на границах между газообразной и прозрачной твердой средой, поэтому большинство оптических систем (линзы, зеркала, волноводы) изготавливают на базе твердых тел.

Твердотельные системы, однако, имеют ограничения: из-за поглощения, нелинейных оптических эффектов или разрушения твердой среды излучением они оказываются непригодны для некоторых длин волн и при большой интенсивности излучения. В то же время газообразные среды остаются прозрачными в более широком диапазоне спектра, позволяют работать с мощностями на три порядка выше и практически не подвержены разрушениям.

Несмотря на сравнительно малые вариации показателя преломления, принципиально газы могут заменять твердотельные системы и расширять диапазон доступных длин волн и мощностей. Хотя об экспериментальной демонстрации таких газовых систем уже сообщалось в литературе, контролируемой модуляции с сохранением высокой доли интенсивности исходной волны достичь до недавнего времени не удавалось.

Физики из Германии под руководством Кристофа Хейля (Christoph Heyl) из исследовательского центра DESY изготовили экспериментальную установку, которая позволяет отклонять лазерный луч в воздухе при помощи ультразвуковых волн.