In theorie is het opslaan van licht in een eeuwig weerkaatsende, van binnen reflecterende torus mogelijk. Maar hoe kan je deze batterij aftappen en opladen? De mogelijkheden.
Een lichtbatterij heeft enkele enorme voordelen. Licht is pure energie. Er is verder geen drager meer nodig, dus met relatief weinig gewicht (in zichzelf opgesloten licht heeft een impliciete massa) kan een enorme hoeveelheid energie worden opgeslagen. Nadelen zijn er ook. Licht beweegt met ongeveer 300 000 km per seconde, dus om de energie vast te houden moeten de spiegels met factor miljard worden verbeterd. Al kan dat, onder voorwaarden, op worden gelost door gebruik te maken van totale interne reflectie.
Behalve dit is er nog een tweede technische probleem. Hoe pomp je de lichtbatterij vol met licht en ontlaad je deze weer? Er zijn enkele mogelijkheden.
Gepolariseerde spiegel of opstaande rand
Er zijn spiegels die alleen licht met de juiste polarisatierichting doorlaten. Als een deel van de ring uit een dergelijke spiegel bestaat, zou je in principe (dit laatste met nadruk) de ring kunnen vullen met licht in een eenrichtingsproces. Door de voortdurende reflecties zal de polarisatie van het licht binnen de ring uiteindelijk anders zijn dan dat van het invallende licht.
Stel dat het licht tegen de klok in beweegt, dan kan in principe door via een opstaande rand de ring worden gevuld met licht. Helaas zal hierdoor de perfecte symmetrie van het spiegelende vlak worden doorbroken waardoor de batterij extreem snel leegloopt. Het moet om dit te laten werken, dus mogelijk zijn om met een soort schakelaar tijdens het laden de optische eigenschappen van een stukje ring tijdens het laden van de batterij tijdelijk aan te passen. Een oplossing is gebruik maken van het omgekeerde piëzo-elektrische effect: door bepaalde materialen onder spanning te zetten, verandert de vorm (en dus ook de optische eigenschappen).
Evanescerende golven
Een andere oplossing is gebruik maken van het evanescerende-golf effect, zodat het licht precies met de goede golflengte in de ring terechtkomt. Licht kan namelijk als het ware door een spiegel heenlekken, als de brekingseigenschappen van het laagje onder de spiegellaag vergelijkbaar zijn met die van (in dit geval) vacuüm. Omgekeerd kan je ook op die manier licht aftappen uit de batterij, door er een lichtvanger tegen aan te houden.
Fluorescentie
Een andere methode om de batterij op te laden is fluorescentie gebruiken. Door de oppervlakte van de ring van buiten te beschijnen met straling van een bepaalde uitgekiende golflengte, zendt het licht uit dat precies de juiste golflengte heeft om in de ring te blijven weerkaatsen. Op dit principe berusten de TL-buis en de spaarlamp, die ultraviolet licht omzetten in zichtbaar licht. De kans dat een materiaal zowel zeer goed reflecteert als in staat is tot fluorescentie is echter niet zo groot.
Bron
E. Hecht, Optics, Pearson, ISBN 0-321-18878-0