Door het mechanisme van lasers om te draaien, toverden technici de perfecte lichtbron om in de perfecte licht-absorbeerder; de ‘anti-laser’.

Van pennen, pointers en kattenspeeltjes tot een aantal van de meest geavanceerde wetenschappelijke apparaten ter wereld – lasers zijn overal. Het is dan ook de perfecte lichtbron, want in tegenstelling tot een normale lamp, die licht met verschillende golflengtes alle kanten op stuurt, produceert een laser in de regel een duidelijke, smalle, eenkleurige lichtbundel.

Maar ook het tegenovergestelde blijkt mogelijk. Een apparaat dat licht van een bepaalde kleur vrijwel perfect absorbeert. Dat schreven onderzoekers aan de Technische Universiteit Wenen onlangs in vakblad Nature. Het team ontwikkelde een manier om dit mechanisme naar de hand te zetten – het resultaat is de ‘anti-laser’.

Lees ook: Audioberichten versturen met lasers

Golven

“Elke dag hebben we te maken met golven die op een ingewikkelde manieren verspreid worden”, vertelt Stefan Rotter van het TU Wenen in een persbericht. “Denk bijvoorbeeld aan telefoonsignalen die ‘rondstuiteren’ voor ze daadwerkelijk bij je telefoon komen.”

Dat ‘rondstuiteren’ van die golven elektromagnetische straling (waaronder ook licht) is te wijten aan zogenaamde ‘willekeurige verstrooiing’ (Engels: random scattering), waarbij ze door botsing met andere materie als het ware een andere richting op geketst worden. Hier ligt het mogelijke nut van de anti-laser die, volgens de onderzoekers, die willekeurig ‘rondvliegende’ golven zou absorberen.

“Random Anti-Laser”

De Random Anti-Laser, zoals het team het apparaat doopte, werd ontwikkeld aan de hand van computermodellen. Het bestaat uit een zogenaamde microgolfkamer met daarin een antenne omgeven door willekeurig geplaatste teflon cilinders. De onderzoekers vergelijken de werking van het apparaat met stenen in een plas water. Net als de stenen die de rimpels (de golven) in het water weerkaatsen en afbuigen, doen de cilinders dat met microgolven.

De onderzoekers sturen microgolven door het apparaat en meten hoe ze gereflecteerd worden. “Zodra we dat weten, kunnen we de structuur volledig in beeld brengen”, legt Kevin Pichler, eerste auteur van het paper uit. “Daaruit is te berekenen welke golf door die centrale antenne volledig is ingeslikt bij de juiste absorptiesterkte.” De experimenten toonden het absorberend vermogen van de anti-laser aan; een absorptie van ongeveer 99,8% van het invalsignaal – bijna perfect.

Absorberend vermogen

Anti-lasertechnologie staat nog in de kinderschoenen, maar dat weerhoudt het team er niet van te speculeren over eventuele toepassingen. Die zouden namelijk wijdverspreid zijn; mogelijk overal waar golven een rol spelen. En dat limiteert zich niet tot licht. Ook zou de technologie bijvoorbeeld mobiele telefoons kunnen helpen signalen makkelijker op te pikken, en kan zelfs de medische wereld baat hebben bij het golf-absorberende mechanisme, menen de onderzoekers.

Bronnen: Nature, TU Wien, EurekAlert!

Beeld: Nayuki/Flickr, TU Wien

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!