Группа ученых из Цукубы, Япония, разработала и продемонстрировала метод производства микрокапель из специальной ионной жидкости, которые служат основой гибких и регулируемых при помощи потока воздуха лазеров. Отметим, что подобные “капельные лазеры” существуют уже достаточно давно, но ни один из них не может работать в условиях открытого воздуха, так как капельки жидкости быстро испаряются. Японским же исследователям удалось добиться стабильной работы такого лазера в течение месяца на открытом воздухе, а помогла им сама природа, подкинув идею в виде структуры поверхности цветка лотоса, небесно-белый цвет которого получается из-за капелек воды, закрепленных на микроскопических выступах.
В качестве ионной жидкости исследователи использовали сложное химическое соединение EMIBF4 (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), в которое был добавлен специальный краситель, придавший жидкости необходимые для лазера оптические свойства. Это соединение было выбрано из-за очень малой скорости испарения и из-за относительно больших сил поверхностного натяжения.
В качестве “лепестка лотоса” выступало кремниевое основание, которое было покрыто наночастицами из фторированного кварца, которые придали всей поверхности водоотталкивающие свойства. Когда на такую поверхность капают из специальной микропипетки жидкостью EMIBF4, капельки приобретают идеальную сферическую форму и остаются стабильными на протяжении 30 суток.
Когда на такие капельки направляется свет от источника накачки, в них возникает оптический резонанс, и они генерируют монохромное лазерное излучение. Обдув всего этого газообразным азотом позволяет изменять длину волны лазерного излучения в пределах 645-662 нанометра за счет небольших искажений форм капелек.
Получив первые положительные результаты, японские ученые адаптировали обычный струйный принтер для печати более вязкой жидкостью EMIBF4. При помощи этого принтера стало возможным печатать с высокой точностью упорядоченные массивы “лазерных капелек”, которые, при совместной работе стали очень высокочувствительными датчиками влажности, скорости потока воздуха и т.п.
