物理学：独特的光学捕获系统提供了发射高功率激光的方法？
研究人员首次证明，在具有空芯的光纤中间，激光可用于操纵玻璃光纤，该玻璃光纤锥形到比一小块灰尘小的尖点。令人惊讶的是，光学力导致尖锐点或“纳米钉”在空心核心处自对准，随着激光功率的增加将其越来越强地捕获在核心中心。
“将高功率激光发射到光纤中，特别是空芯光纤，可能非常困难，通常需要大量的电子元件和光学元件才能保持对准，”马克斯普朗克光学科学研究所所长Philip Russell解释说。在德国埃尔兰根，研究团队的领导者。“这可以通过我们的新系统完成，只需将纳米探针推入空心核心，然后慢慢调高激光功率。一旦纳米探针自我稳定，你就可以调高激光功率，任何东西都不会移动或受损。”
在光学学会的高影响期刊Optica中，研究人员报告说，几乎90％的激光从纳米钉转移到空心纤维。这项新工作可以增加空心纤维的应用，这是一种新型纤维，具有空芯而不是像传统光纤那样的玻璃制成。中空纤维特别擅长处理高功率激光，使其可用于激光加工和切割金属，塑料，木材和其他材料。
亚波长纳米钉！
为了制造纳米钉，研究人员开始使用直径约100微米的普通单模玻璃光纤。他们加热这种纤维，使它们可以伸展形成锥形部分，然后用盐酸蚀刻纤维尖端，形成直径约100纳米的纳米钉 - 小于可见光波长 - 小于1毫米长。
研究人员通过将纳米钉插入空心纤维并在单模光纤中发射高功率1064纳米激光束来创建光阱。当激光进入光纤的锥形部分时，它开始扩散到纳米钉之外，进入空心光纤内的空间。随着锥度变得越来越小，光开始感测到较大纤维芯的边界，这导致光向内朝向锥形光纤反射。该反射光在纳米钉上施加机械力，形成光阱。
拉塞尔说：“纳米探针由光线固定在正确的位置，以便将光线完美地发射到空芯中，而无需任何电子设备或其他系统来保持光线。”“如果任何组件移动一点，对激光没有影响，因为纳米探针自我对齐并自我稳定。”
研究光机械学的新方法！
除了有效地将高功率激光耦合到空心光纤外，新系统还提供了一种全新的方法来研究光或光机械所产生的机械力，特别是在极低压力下。科学家们希望在高真空条件下研究光机械力，但由于尚未完全理解的原因，当空气压力从大气压降低时，颗粒往往会跳出光学陷阱。
“纳米钉的美妙之处在于它表现得像一个非常小的粒子，但由于它一端牢固地固定在一块坚固的纤维上，如果它跳出陷阱就不会丢失，”拉塞尔说。“这个系统允许我们测量在其他系统中几乎不可能测量的力，使得探索基础物理领域的可行性变得不可靠。”
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