Perversmas optikos pasaulyje: filtras, praleidžiantis tik viena kryptimi krintančią šviesą (Video)

Filtras pagamintas iš daugelio paeiliui sudėtų dviejų skirtingų medžiagų sluoksnių, o kiekvieno sluoksnio storis – tiksliai apskaičiuotas. Kiekvienoje dviejų medžiagų sandūroje, krentant šviesai, dalis jos atspindima. Tačiau mokslininkai pasinaudojo škotų fiziko Deivido Briusterio (David Brewster) XIX amžiaus atradimu – jis nustatė, kad vertikalios poliarizacijos šviesa, krisdama į medžiagą tam tikru kampu (vadinamu Briusterio kampu), neatsispindi ir pilnai patenka į medžiagą. Jei tuo kampu krenta nepoliarizuota šviesa, atspindėta šviesa taps poliarizuota. Nors tokiame daugiasluoksniame „sumuštinyje“ nuo kiekvienos sandūros atspindima tik nedidelė dalis šviesos, tačiau praeidama daug sluoksnių (eksperimentiniame filtre jų buvo 80) ir nuo kiekvieno jų atsispindėdama, didžioji dalis krintančios šviesos atsispindi. Išskyrus tą šviesą, kuri krinta Briusterio kampu ir yra poliarizuota horizontaliai. Nors panašių bandymų buvo ir anksčiau, tačiau MIT mokslininkams, sugebėjusiems ypač tiksliai kontroliuoti kiekvieno sluoksnio storį, pavyko šio efekto pasiekti visame matomos šviesos dažnių diapazone. Buvo naudojamas stiklo ir tantalo oksido sluoksniai, tačiau teoriškai filtrui tiktų dvi bet kokios permatomos medžiagos, turinčios skirtingą šviesos lūžio rodiklį.

Baltos šviesos spindulys pereina per filtrą, tarsi jis būtų stiklinis. Raudonos įviesos spindulys, krintantis kitu kampu, yra pilnai atspindimas - šiuo atveju filtras veikia kaip veidrodis. Nuotrauka daryta skystyje su šviesą išsklaidančiomis dispersinėmis dalelėmis, kurios šviesos spindulius padaro matomais.

Ši technologija gali sukelti naujų pažangių optinių įrenginių kūrimo bangą - fotoelektros, detektorių, teleskopų ir mikroskopų, šviesos filtrų ir kitose srityse.

Pavyzdžiui, teleskopu stebint blyškią planetą šalia ryškios žvaigždės, būtų galima eliminuoti žvaigždės šviesą. Akiniai su tokiu filtru leistų stebėtojui matyti tik jam skirtą vaizdą, o kompiuterių ar telefonų ekranai – tik priešais juos esančiam vartotojui.