研究人员找到了一种方法可以在玻璃中挖掘长期的声波

时间：2021-12-04 13:25:09 来源：

激光在光纤波导的核心中产生和探测声波。

来自耶鲁科学家的新出版的研究揭示了如何增强穿过玻璃的声波的寿命 - 光纤技术核心的材料。

日常经历告诉我们，玻璃（二氧化硅）非常透明。事实上，二氧化硅是地球上最透明的材料之一。在它经历任何明显的弱化之前，光可以在二氧化硅中传播数十公里。这种透明度，结合玻璃的可成型性和低成本，是为什么玻璃用于塑造信息时代的许多光纤技术。

然而，二氧化硅也有一个神秘的一面。在室温下，二氧化硅是一种优良的声学材料。您可以通过用叉子敲打酒杯并收听它几秒钟来证明这一点。然而，与大多数材料鲜明对比，当玻璃冷却到低温温度时，这种共振快速静音。

这些特殊的声学属性是在玻璃物理学中长期奥秘的核心。在20世纪60年代，科学家发现了许多令人困惑的玻璃特性：它比预期的效率低得多，它比预期速度慢得多。这些令人难以置疑的发现最终通过玻璃内的局部吸收器来解释，该玻璃中以与原子相互作用的相同方式与声波相互作用。然而，到这一天，这些“声学原子”的真实性质尚不完全理解。

此外，这些“声学原子”的吸收具有兴趣科学家的另一个结果。在低温下，声波的幅度影响它将响起多长时间。粗略地说，这意味着您可以通过打开立体声使您的葡萄酒玻璃环更长，这使得玻璃在完全不同的频率下振动。此外，随着立体体积的衰退，振铃的持续时间增加。

耶鲁科学家使用这种概念来控制玻璃内的声音的寿命。通过将激光闪烁成玻璃制成的光纤波导，它们能够探测和产生纤维芯中的声波。通过以一个频率产生强烈的声波（即“打开立体声”）并探测另一个（“敲击酒杯”），研究人员能够延长声波的寿命。

研究人员表示，因为玻璃是一系列尖端技术的骨干，所以调查结果打开了新形式的高精度感测和信息处理的可能性。

“我们的工作在玻璃中的设计健全动态迈出了重要的一步，”耶鲁和耶鲁研究院的主要研究人员助理教授Peter Rakich说。

Rakich实验室的副研究员ryan Behunin表示，“我们的结果展示了一种新的范例，用于实现光学机械系统的更高性能。”

该发现描述于1月份的杂志自然材料。

该研究的共同作者是耶鲁研究生Prashanta Kharel和副研究科学家威廉·莱宁纳。

出版物：R. O. Behunin等，“使用帖子谱孔燃烧的工程耗散，”自然材料（2016）DOI：10.1038 / NMAT4819

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