Метаматериалы — особый род веществ, состоящих из крошечных повторяющихся структур. Они взаимодействуют с электромагнитными волнами способами, недоступными обычным материалам. Природный пример таких материалов — поверхность эффектно переливающихся крыльев тропических бабочек.

Исследователи из Сандийских лабораторий, о работе которых рассказывает Science Daily, решили использовать свойства метаматериалов в качестве основы для многоцветного лазера. Для этого они синтезировали массив наноцилиндров из арсенида галлия — полупроводника, который используется во многих видах электроники. Цилиндры высотой 500 и диаметром около 400 нм располагались на расстоянии 840 нм друг от друга.

В современной технике свет смешивается за счет специальных кристаллов, выравнивающих электромагнитные волны. Это называется согласованием фаз. Из-за физических свойств каждый кристалл способен переводить один фиксированный цвет в другой.

Возможности новой разработки намного шире. Настроив два инфракрасных лазера на резонансные частоты метаматериала, можно комбинировать их для получения 11 разных цветов.

Эффективность технологии пока невелика — например, луч красно-оранжевого света намного слабее входящего лазера. Однако авторы работы уверены, что смогут усовершенствовать метод, наложив несколько слоев метаметариала.

Многоцветная лазерная указка может показаться забавной игрушкой, но на самом деле у технологии большой потенциал. Многоцветный лазер можно использовать в химических и биологических исследованиях, где требуется смена длин волн. Также технология пригодится при дистанционном зондировании, в оптоволоконной связи и даже в квантовой оптике.

Манипуляции со световыми волнами способны создать технологии, которые скорее напоминают магию. Например, мантию-невидимку. Эта разработка не только поможет сделать человека невидимым, но и обезопасит данные, передаваемые по оптоволокну.