Laser Berkinerja Tinggi Generasi Berikutnya

Deep Space Network (DSN) NASA, semacam sistem GPS untuk ruang angkasa, bergantung pada jam atom untuk akurasi yang ekstrem. Setiap sistem navigasi modern harus secara akurat mengatur waktu sinyal radio untuk melakukan triangulasi lokasi. Tetapi kebutuhan akan akurasi bahkan lebih tinggi di ruang angkasa, di mana jarak yang jauh dapat menambah kesalahan kecil sekalipun.

Kemajuan yang dibuat oleh Lute Maleki, mantan peneliti di Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, CA, dan rekan JPL-nya untuk ruang angkasa kini telah menghasilkan beberapa laser dan osilator paling canggih di dunia untuk aplikasi seperti komunikasi, pencari jangkauan untuk mobil self-driving, dan bidang baru seperti komputasi kuantum.

Pada 1980-an, saat ia bekerja untuk meningkatkan teknologi jam atom untuk DSN, Maleki mendirikan apa yang dikenal sebagai kelompok Ilmu dan Teknologi Kuantum JPL untuk mengembangkan kemampuan baru menggunakan fisika kuantum yang mengatur partikel paling dasar, seperti foton atau atom yang bergetar. dalam sebuah jam. Tim mengembangkan jenis jam atom yang lebih baik dan lebih terjangkau dan juga, untuk pertama kalinya, mengirim sinyal jam atom melalui kabel serat optik ke antena yang jaraknya hampir 20 mil.

Pada awal 1990-an, Maleki dan anggota labnya yang lain akhirnya menemukan jenis osilator baru. “Dia memiliki masalah stabilitas yang tidak dapat dia selesaikan, dan saya menyuruhnya untuk mengubahnya menjadi osilator untuk menyelesaikannya, dan kami menemukan osilator optoelektronik,” kata Maleki.

Osilator sangat penting tidak hanya untuk ketepatan waktu tetapi juga untuk komunikasi, di mana mereka membiarkan dua atau lebih perangkat menyetujui frekuensi yang tepat untuk mengirim dan menerima informasi. Sementara semua osilator sebelumnya telah menggunakan arus listrik untuk menghasilkan getarannya, yang satu ini menggunakan sinar laser. Osilator optoelektronik sejak itu menjadi penting untuk beberapa aplikasi, seperti radar, teknik luar angkasa, dan komunikasi nirkabel.

Untuk memastikan frekuensi konstan, bagaimanapun, osilator membutuhkan resonator. Pada saat itu, ini biasanya adalah serat optik yang dapat membawa sinyal keluaran pada jarak yang baik — idealnya sekitar satu mil — dan mengedarkannya kembali, memungkinkan sistem untuk melacak frekuensi keluarannya sendiri dan menghilangkan kebisingan, Maleki menjelaskan . Itu dibuat untuk sistem yang besar.

Hal ini menyebabkan penemuan dasar keduanya:penggunaan resonator optik mode galeri berbisik. Pada saat itu, NASA tidak banyak menggunakannya, tetapi Maleki yakin ada pasarnya.

Dia mendirikan OEwaves (OE singkatan dari optoelektronik) pada tahun 1999 dengan sekitar 30 paten dari pekerjaan NASA timnya, dilisensikan melalui California Institute of Technology, yang mengelola JPL.

Perusahaan membutuhkan waktu beberapa saat untuk menemukan pijakannya dalam lanskap teknologi yang berubah, tetapi produknya, yang mencakup laser semikonduktor dengan kebisingan terendah yang tersedia, telah menemukan pasar baru yang terbuka dalam beberapa tahun terakhir. Salah satunya adalah dalam “struktur pintar”, sebuah konsep yang telah ada selama beberapa dekade tetapi mulai dipraktikkan, terutama di Asia. Sensor serat optik yang tertanam di gedung, jembatan, rel kereta api, dan struktur lainnya dapat mendeteksi tekanan atau deformasi, tetapi hal ini memerlukan laser dengan noise rendah untuk mengungkap variasi kecil dalam panjang gelombang.

Maleki mengatakan dia juga mengharapkan peningkatan permintaan di pasar ponsel dan komunikasi, karena mereka bergerak ke arah frekuensi yang lebih tinggi, yang membawa informasi lebih efisien tetapi membutuhkan ketelitian yang sangat tinggi.

Dan pada tahun 2014, OEwaves memisahkan perusahaan bernama Strobe Inc. untuk mengembangkan teknologi Li-DAR untuk mobil self-driving. Sistem LiDAR menggunakan sinyal laser yang dipantulkan untuk membangun peta tiga dimensi di sekitarnya, yang oleh banyak perusahaan kendaraan otonom dianggap sebagai teknologi yang memungkinkan. Anak perusahaan GM Cruise Automation membeli Strobe pada tahun 2017.

Maleki mengatakan teknologi yang sama yang dimulai di JPL memungkinkan Strobe mengembangkan sistem LiDAR kecil dan efisien yang mampu mengubah frekuensi dengan cepat — teknik yang disebut “kicau” — hanya dengan menggunakan resonator. Kicau membantu mengukur jarak dan kecepatan benda-benda di sekitarnya. Dan seluruh sistem dapat ditempatkan pada sirkuit terpadu fotonik, yang semakin mengurangi biaya.

Beberapa universitas dan perusahaan juga membeli komponen laser untuk meneliti perangkat kuantum masa depan untuk komunikasi, komputasi, dan aplikasi lainnya.

Untuk informasi lebih lanjut kunjungi di sini .