Kebutuhan Teleskop Luar Angkasa Lebih Besar Menginspirasi Lensa Holografik Fleksibel Ringan
Terinspirasi oleh konsep untuk menemukan planet ekstrasurya dengan teleskop ruang angkasa raksasa, tim peneliti sedang mengembangkan lensa holografik yang membuat cahaya bintang tampak dan inframerah menjadi gambar terfokus atau spektrum. Metode eksperimental dapat digunakan untuk membuat lensa fleksibel yang ringan, berdiameter beberapa meter, yang dapat digulung untuk diluncurkan dan dibentangkan di luar angkasa.
Dua gelombang cahaya berbentuk bola digunakan untuk menghasilkan hologram, yang memberikan kontrol yang baik atas kisi difraksi yang direkam pada film, dan efeknya terhadap cahaya — baik memisahkan cahaya dengan sensitivitas super atau memfokuskannya dengan resolusi tinggi. Para peneliti percaya model ini dapat berguna dalam aplikasi yang membutuhkan spektroskopi resolusi spektral sangat tinggi, seperti analisis planet ekstrasurya.
Teleskop yang harus diluncurkan ke luar angkasa (untuk mendapatkan keuntungan dari pandangan yang tidak terhalang oleh atmosfer bumi) dibatasi oleh berat dan sebagian besar cermin kaca yang digunakan untuk memfokuskan cahaya. Cermin-cermin ini secara realistis hanya dapat berdiameter beberapa meter. Sebaliknya, lensa holografik fleksibel yang ringan — lebih tepat disebut “elemen optik holografik” — yang digunakan untuk memfokuskan cahaya bisa mencapai puluhan meter. Instrumen semacam itu dapat digunakan untuk mengamati secara langsung sebuah planet ekstrasurya, sebuah lompatan di atas metode terkini yang mendeteksi planet ekstrasurya berdasarkan efeknya pada cahaya yang datang dari bintang yang diorbitnya.
“Untuk menemukan Earth 2.0, kami benar-benar ingin melihat exoplanet dengan pencitraan langsung — kami harus dapat melihat bintang dan melihat planet terpisah dari bintang. Dan untuk itu, kita membutuhkan resolusi tinggi dan teleskop yang sangat besar,” kata Profesor Heidi Jo Newberg.
Elemen optik holografik adalah versi yang disempurnakan dari lensa Fresnel, kategori lensa yang menggunakan cincin prisma konsentris yang tersusun dalam bidang datar untuk meniru kemampuan pemfokusan lensa melengkung tanpa bulk. Konsep lensa Fresnel — yang dikembangkan untuk digunakan di mercusuar — berasal dari abad ke-19, dengan lensa Fresnel modern dari kaca atau plastik ditemukan di lampu mobil, optik mikro, dan layar kamera.
Tapi sementara elemen optik holografik Fresnel — dibuat dengan memaparkan film plastik peka cahaya ke dua sumber cahaya pada jarak yang berbeda dari film — tidak jarang, metode yang ada terbatas pada lensa yang hanya bisa memfokuskan cahaya, daripada memisahkannya menjadi satu. warna penyusunnya.
Metode baru memungkinkan para desainer untuk memfokuskan cahaya ke satu titik atau menyebarkannya ke dalam warna penyusunnya, menghasilkan spektrum warna murni. Metode ini menggunakan dua sumber cahaya, diposisikan sangat dekat satu sama lain, yang menciptakan gelombang cahaya konsentris yang — saat mereka bergerak menuju film — membangun atau membatalkan satu sama lain. Pola konvergensi atau interferensi ini dapat disetel berdasarkan formula yang dikembangkan oleh Profesor Mei-Li Hsieh yang berkunjung. Ini dicetak, atau "direkam," ke film sebagai gambar holografik dan, tergantung pada bagaimana gambar itu disusun, cahaya yang melewati elemen optik holografik difokuskan atau diregangkan.
