Едисон би харесал това: старата лампа говори на езика на вълновата оптика
Michigan Engineering възражда една забравена технология.
Изследователи от университета в Мичиган създадоха извънредно устройство, основано на елементарна електрическа крушка. За разлика от актуалните светодиоди и обичайните източници на светлина, новото устройство основава особено лъчение благодарение на „ усукани “ електромагнитни талази, които се въртят в противоположни направления и огледално се отразяват една от друга.
Основният детайл на структурата е волфрамова жичка с неповторима конструкция. В нея са вградени спираловидни детайли на микро- и нано-равнище, с помощта на които светлинните талази получават елиптична поляризация.
В природата тези оптични феномени са много редки. Едно от дребното същества, способни да възприемат такава светлина, е богомолката. Тя има 12 разнообразни типа фоторецептори, което е четири пъти повече от потенциала на човешкото око с неговите три типа кафези за разбиране на червен, зелен и наследник цвят.
Зрителната система на богомолката ѝ разрешава да вижда освен целия набор на забележимата светлина, само че и част от ултравиолетовия и инфрачервения диапазон. Нещо повече, този дребен ловджия е в положение да разграничава кръгово поляризираното лъчение, което го прави същински първенец по качество на зрението измежду морските жители.
Работата на новата лампа е в директна взаимозависимост от температурния режим, който дефинира дължината на вълната. За да се управлява тъкмо този параметър, устройството е оборудвано със специфичен екран, който в действително време демонстрира температурата на нажежаемата жичка.
За да се разбере по-добре правилото на деяние на устройството, си коства да се разбере същността на поляризираното лъчение. Нека си представим светлинната вълна като вибриране на въже. При елементарното осветяване въжето се колебае безредно във всички направления по едно и също време. Но в новата лампа светлината се държи по друг метод: нейните талази правят подредени придвижвания по елиптична траектория, като че ли върхът на въжето чертае овал в пространството. Този темперамент на трептенията се разграничава както от елементарното придвижване на въжето нагоре-надолу в една низина (линеен случай), по този начин и от равномерното кръгово въртене. При елиптичното придвижване амплитудата на трептенията непрестанно се трансформира, създавайки комплицирана картина, сходна на разтеглена серпантина. Това се случва, да вземем за пример, когато слънцето се отразява от повърхността на водата.
Именно този резултат се употребява в поляризиращите слънчеви очила. Техните лещи филтрират светлината, отразена от хоризонталните повърхности, като понижават отблясъците. Този резултат е изключително изразителен на плажа или при шофиране на автомобил.
Всъщност способността да се разграничава поляризираната светлина е необятно публикувана в животинското царство. Пчелите и мравките я употребяват като натурален компас за навигация, а морските жители като октоподите и рибите я употребяват, с цел да намерят плячка или да се прикрият от хищниците.
Разработената технология открива нови хоризонти при основаването на системи за машинно зрение. „ Усуканата “ светлина ще даде опция на роботите да получават по-пълна картина на заобикалящото ги пространство, по-точно да дефинират текстурите на повърхностите и да разпознават обекти с помощта на усъвършенствания контрастност на изображението.
Както изяснява професор Николас Котов, който оглавява Центъра за комплицирани системи от частици и частици на NSF, сигурността на самостоятелните транспортни средства също ще се усъвършенства, в случай че изобретението бъде всеобщо въведено. Различните структури на животинската четина и тъканите на човешките облекла взаимодействат по друг метод със светлината, тъй че на доктрина системите ще могат да разпознават живите обекти на пътя.
Друго евентуално приложение е основаването на медицински изображения. С подробни изображения на тъканите лекарите ще могат да слагат най-точната диагноза на болесттите в ранните им стадии.
В региона на материалознанието изобретението ще открие нови благоприятни условия за проучване структурата на веществата. Апаратурата за нагнетяване ще дава по-подробна информация за структурата на материалите на микроскопично равнище. също по този начин ще се усили потенциалът на съществуващите информационни линии, без да се постанова полагането на спомагателни кабели. Освен това с усъвършенствания надзор на поляризацията на светлината могат да се основат нови протоколи за предаване на данни с нараснало равнище на отбрана против прихващане на информацията.
Въпреки обстоятелството, че лампите с нажежаема жичка се смятаха за остаряла технология в ерата на светодиодите, те внезапно получиха второ раждане. Изследователите обаче означават, че преди всеобщото произвеждане на такива устройства към момента би трябвало да се проведат спомагателни проучвания и да се решат редица механически проблеми.
