激光的概念可以颠倒过来

吸收波浪的随机结构

“我们每天都在处理以复杂方式散布的波浪-想想手机信号在到达手机之前多次反映出来，”TU理论物理研究所的StefanRotter教授说。维也纳。“所谓的随机激光器利用这种多次散射。这种奇异的激光器具有复杂，随机的内部结构，并在提供能量时辐射出非常特定的单独光照模式。”

通过数学计算和计算机模拟，Rotter的团队可以证明这个过程也可以及时逆转。取而代之的是根据其随机内部结构发射特定波的光源，也可以构建完美的吸收体，根据其特有的内部结构完全消散一种特定类型的波，而不会让它的任何部分逃逸。这可以想象为制作普通激光的电影发出激光并反向播放。

“由于这种时间反转类比激光，这种类型的吸收器被称为反激光，”StefanRotter说。“到目前为止，这种反激光器只能在一维结构中实现，这些结构受到来自相对侧的激光的照射。我们的方法更加通用。我们能够证明即使是二维或三维的任意复杂结构可以完美地吸收特别定制的波浪。这样，这个概念可以用于广泛的应用。“

完美的吸波器

研究项目的主要成果：对于每一个足够强烈地吸收波浪的物体，可以找到某种波形，这种波形被这个物体完全吸收。“然而，想象吸收器必须足够强大以便它能够吞下每一个入射波都是错误的，”StefanRotter说。“相反，存在一个复杂的散射过程，其中入射波分裂成许多部分波，然后这些部分波重叠并相互干扰，使得末端没有任何部分波能够射出。”抗激光器中的弱吸收器就足够了-例如，一个简单的天线吸收电磁波的能量。

为了测试他们的计算，该团队与尼斯大学合作。KevinPichler是Nature出版物的第一作者，他目前正在StefanRotter团队撰写论文，他在尼斯大学的UlrichKuhl教授花了几周的时间，用微波实验将理论付诸实践。“实际上，理论家进行实验有点不寻常，”KevinPichler说。“但对我来说，能够从理论概念到实验室实施这个项目的各个方面都是特别令人兴奋的。”

实验室制造的“随机反激光”包括一个带有中央吸收天线的微波室，周围是随机排列的特氟龙圆柱体。类似于一滩水中的石头，水波被偏转和反射，这些圆柱可以散射微波并产生复杂的波浪图案。“首先，我们通过系统从外部发送微波，并测量它们究竟是如何回归的，”KevinPichler解释道。“了解这一点，可以充分表征随机装置的内部结构。然后就可以计算出中心天线在正确的吸收强度下完全吞噬的波浪。实际上，在实验中实施该协议时，我们发现吸收大约99.8%的事件信号。“

反激光技术仍处于早期阶段，但很容易想到潜在的应用。“想象一下，例如，你可以用正确的方式调整手机信号，这样手机的天线就可以完全吸收它，”StefanRotter说。“同样在医学上，我们经常处理将波浪能量运送到非常特殊的地方的任务-例如撞击肾结石的冲击波。”

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