Raklinjeutbredning med konstant hastighet i fritt utrymme är en grundläggande egenskap hos ljus. I en nyligen publicerad studie publicerad i Kommunikationsfysik , forskare från Osaka University upptäckte fenomenet fram- och återgående utbredning av laserpulsintensitet i fritt utrymme.

Spatiotemporala kopplingar har nyligen använts för att producera ljus med avstämbar grupphastighet, riktning, och bana i fritt utrymme. Till exempel, det flygande fokuset (en rörlig laserpulsintensitet i den utökade Rayleigh-längden), där longitudinell kromatism och temporal chirp kombineras för att styra den spektrumberoende fokusseparationen i rymden och spektrumberoende pulspositionen i tid, respektive, har godtyckligt inställbar fortplantande grupphastighet och riktning i rum och tid.

Dock, i föregående resultat, det flygande fokuset kan bara fortplanta sig i en viss riktning, antingen framåt eller bakåt, även om fortplantningsgruppens hastighet kan kontrolleras fritt.

I den här studien, genom att dramatiskt öka Rayleighs längd i rymden och det tidsmässiga kvittret i tiden, det nyskapade flygande fokuset fortplantar sig längs en fram- och återgående rätlinjebana i fritt utrymme. Ett tydligt fram- och återgående flygande fokus med en hög rumslig upplösning är också möjligt genom att ytterligare öka det tidsmässiga kvittret.

"Det nyskapade flygande fokuset fortplantar sig längs den längsgående axeln först framåt, sedan bakåt, och till sist framåt igen, visar en fram- och återgående rätlinjebana i rum och tid. Den framåtriktade hastigheten är ljusets hastighet i vakuumet, medan den bakåtriktade hastigheten är subluminal, " förklarar motsvarande författare Zhaoyang Li.

Detta spännande fenomen förändrar den traditionella förståelsen av ljusutbredning och kan tillämpas i både grundläggande och tillämpad fysik.

"Till exempel, i vår strålningstrycksimulering, den kan producera en fram- och återgående infångnings- eller tryckkraft på axeln för en liten eller stor sfär, respektive, i Rayleighs spridningsregime, säger Zhaoyang Li.

Artikeln, "Bergande utbredning av laserpulsintensitet i fritt utrymme, " publicerades i Kommunikationsfysik .