नए शोध से पता चलता है कि अल्ट्राफास्ट लेजर पल्स धुएं के छल्ले जैसी घुमावदार संरचनाएं बना सकते हैं, जो एक दूसरे से जुड़ने पर सरल छवि जानकारी ले जा सकते हैं और संचारित कर सकते हैं। यह खोज ऑप्टिकल संचार और सूचना संचरण के क्षेत्र में नई संभावनाएं लाती है।
अतीत में, भंवर आमतौर पर केवल पानी और हवा में ही देखे जाते थे, लेकिन मैरीलैंड विश्वविद्यालय में हॉवर्ड मिलचबर्ग के नेतृत्व में एक शोध दल ने पाया कि इसी तरह की भंवर संरचनाएँ प्रकाश किरणों में भी बन सकती हैं, जिन्हें भंवर वलय के रूप में जाना जाता है। इस संरचना में, प्रकाश कण (या फोटॉन) धुएं के वलय में हवा के कणों की तरह मुड़ते और घूमते हैं।
मिलचबर्ग ने बताया कि प्रकाश में भंवर बनाने की तकनीक की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, इस संरचना के अनुप्रयोग की संभावनाएं बहुत व्यापक हैं। "यह क्षेत्र तेजी से विकसित हो रहा है, और प्रकाशिकी में इन संरचनाओं के लिए नए उपयोगों की खोज की जा रही है। उनमें से, सूचना-वाहक क्षमता एक विशेष चिंता का विषय है।"
लेजर भंवर वलय को साकार करने के लिए, अनुसंधान दल ने प्रकाश की तीव्रता और चरण को सटीक रूप से समायोजित करके लेजर पल्स को डोनट जैसा आकार और धुएं के वलय की घूर्णन विशेषताओं को सफलतापूर्वक प्रदान किया।
प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है जिसका चरण तरंग के प्रत्येक भाग की स्थिति को उसके दोलन के दौरान निर्धारित करता है। चूँकि ये लेज़र पल्स एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से से भी कम समय तक चलते हैं, इसलिए वांछित आकृतियाँ और विशेषताएँ तभी बनाई जा सकती हैं जब किसी विशिष्ट समय बिंदु पर एक विशिष्ट चरण मान दिया जाए।
प्रयोग के दौरान, टीम ने लेजर पल्स देने के लिए लेंस की एक श्रृंखला, रिज्ड क्रिस्टल और एक छोटे प्रोजेक्टर के समान "स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर" का उपयोग किया। जब पल्स इन उपकरणों से गुजरते हैं और डिटेक्टर तक पहुंचते हैं, तो वे भंवर के छल्ले की एक स्ट्रिंग का आकार लेते हैं, जिसे "स्पेसटाइम भंवर स्ट्रिंग्स" के रूप में जाना जाता है। टीम द्वारा बनाया गया सबसे बड़ा भंवर रिंग 28 अलग-अलग भंवर रिंग से बना है।
इसके बाद, शोधकर्ताओं ने अपनी लोगो छवि को भंवर वलय गुणों की एक स्ट्रिंग में एनकोड किया। सिद्धांत के प्रमाण के रूप में, उन्होंने 16 भंवरों की एक स्ट्रिंग का उपयोग करके 16,384 पिक्सेल की एक छवि को सफलतापूर्वक प्रसारित किया। हालांकि, वे अनुमान लगाते हैं कि संभावित भविष्य के प्रयोगों में, 28 भंवर वलय वाली एक स्ट्रिंग कम समय में बड़ी मात्रा में जानकारी संचारित करने का एक अधिक कुशल तरीका होगा।
यूनिवर्सिटी ऑफ साउथर्न कैलिफोर्निया के एलन विलनर कहते हैं कि प्रकाश के साथ डोनट जैसी घुमावदार आकृतियाँ बनाने के लिए उच्च स्तर की सटीकता और बारीकियों पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, शोध दल ने कुछ "नुस्खा" जैसे दिशा-निर्देश प्रदान किए हैं जो भविष्य में और अधिक विभिन्न प्रकार की भंवर संरचनाएँ बनाने में मदद करेंगे।
वर्तमान में, दुनिया भर के अनुसंधान समूह विभिन्न दिलचस्प संरचित रोशनी को डिजाइन करने की कोशिश कर रहे हैं ताकि उनके संभावित अनुप्रयोग मूल्य का पता लगाया जा सके। भविष्य में, वैज्ञानिक विभिन्न संरचित रोशनी में और अधिक नई सफलताएँ लाएंगे।
