Эффект был обнаружен случайно: ученые исследовали возможность усовершенствования технологии лазерного сверления отверстий в керамике за счет добавления воды в зону воздействия, но в результате увидели, что сформированные отверстия покрыты небольшими (от 1 до 9 мм в диаметре) куполами сферической формы. Представленная гифка — real-time версия записи, сделанной с использованием высокоскоростной видеокамеры AOS X-Motion с частотой 500 кадров в секунду и увеличением в 24 крат. В настоящий момент эта работа — единственное известное описание данного явления.
В результате исследования, проведенного группой под руководством д.т.н., профессора Вадима Павловича Вейко в Лаборатории лазерных микро- и нанотехнологий, исследователи показали, что сферы формируются, когда пары воды, просочившейся в пористую керамику, выдавливают горячее расплавленное стекло из зоны воздействия — расплав расширяется, остывает и затвердевает в форме сферы с тонкими, до 100 нм толщиной, стенками.
При образовании сфер возникает сложный комплекс теплофизических, гидродинамических и оптических эффектов. В настоящий момент сотрудники лаборатории исследуют возможности прикладного применения сфер в качестве каркаса для сферических оптических элементов типа GRIN-линз и сферических дифракционных решеток.
1. Sinev et.al. Appl.Phys.A (2016) 122:546
2. Добрина, Д. А. Формирование тонкостенной стеклянной сферы в результате влажной лазерной абляции керамики: дис. … бак. техники и технологий: 16.03.01. / Добрина Дарья Александровна. – СПб., 2016. – 45 с.
3. Лебедева Е.В. Особенности кинетики образования стеклянных сфер при лазерной абляции керамики: дис. … бак. техники и технологий: 16.03.01. / Лебедева Екатерина Владиславовна. – СПб., 2017. – 48 с.
4. Добрина, Д. А. Исследование особенностей лазерной абляции алюмосиликатных керамик: дис. … маг. техники и технологий: 12.04.05. / Добрина Дарья Александровна. – СПб., 2018. – 89 с.
