Arsitektur Laser Baru Dapat Membentuk Struktur Canggih Untuk Mengontrol Materi

• Para peneliti mengembangkan arsitektur laser baru bernama modulator cahaya universal untuk menyelidiki dan mengontrol materi.
• Ini bisa menjadi titik balik untuk semua aplikasi fotonik utama yang membutuhkan daya tinggi.

Laser digunakan untuk beberapa tujuan, termasuk menyelaraskan bahan, menunjukkan objek selama presentasi, dan oleh dokter untuk prosedur kosmetik dan bedah. Banyak hal yang Anda lihat dalam kehidupan sehari-hari didasarkan pada teknologi laser, seperti pemindai kode batang, drive disk optik, serat optik, bahan pemotongan dan pengelasan, tampilan pencahayaan laser dalam hiburan, dan banyak lagi.

Laser memiliki kemampuan luar biasa untuk mengarahkan, mengontrol, dan menyelidiki materi secara akurat menggunakan metodologi yang berbeda. Meskipun sebagian besar berfungsi di balik tirai, laser adalah tulang punggung sains dan teknologi canggih. Pada tahun 2018, Hadiah Nobel dalam Fisika diberikan kepada teknologi laser revolusioner, Optical Tweezers, sebuah teknik untuk menjebak nanopartikel di antara dua sinar laser.

Baru-baru ini, para peneliti di SLAC National Accelerator Laboratory dan Stanford University mengembangkan arsitektur laser baru untuk menyelidiki dan mengontrol materi. Mereka menyebutnya sebagai modulator cahaya universal.

Laser Dapat Menggabungkan Struktur Canggih

Karena laser memancarkan cahaya secara koheren, laser dapat mewujudkan struktur yang jauh lebih kompleks daripada sumber cahaya lainnya dalam hal intensitas dan distribusi elektromagnetik. Misalnya, ia dapat memiliki distribusi intensitas tiga dimensi yang unik (saringan optik atau kerucut wafel), atau balok vektor silindris.

Karena kemampuan ini, modulator cahaya universal memiliki potensi untuk membuka pintu baru untuk aplikasi fotonik tingkat lanjut. Saat ini, tidak banyak metode andal yang tersedia untuk menghasilkan struktur ringan yang kompleks, sehingga mengeksploitasi kapasitas untuk memprogram atau merekayasa struktur seperti itu sangat sulit.

Referensi:Masyarakat Optik 

Ini hanya dilakukan oleh instrumen eksternal seperti modulator cahaya spasial yang digunakan dalam proyektor. Namun, instrumen ini dilengkapi dengan daya puncak dan keterbatasan daya rata-rata, dan dapat dengan mudah meledak, tanpa menjangkau aplikasi yang membutuhkan tingkat daya yang signifikan.

Arsitektur laser baru menghindari batasan daya ini tanpa mempengaruhi kemampuan untuk menghasilkan struktur cahaya yang berubah-ubah. Para peneliti mengembangkan fungsionalitas inovatif untuk merekayasa sinar ke dalam arsitektur laser itu sendiri. Ini memenuhi dua persyaratan utama:struktur ringan dan penskalaan daya.

Pembentukan sinar dengan arsitektur laser baru | Greg Stewart / SLAC

Mereka telah menggunakan balok komposit untuk membangun pulsa cahaya yang dapat diprogram ini. Anda dapat menganggapnya sebagai sinar laser yang terbuat dari beberapa berkas cahaya yang lebih pendek seperti sarang lebah, yang masing-masing dapat dikontrol secara independen, meskipun faktanya semuanya koheren satu sama lain.

Mereka dapat 'mengungkapkan' informasi satu sama lain, termasuk status dan hubungan mereka masing-masing. Jika semua beamlet disinkronkan, bersama-sama, mereka dapat menghasilkan struktur apa pun.

Aplikasi

Modulator cahaya universal sangat berharga dalam sistem ultrashort (dalam skala waktu femtosecond dan bahkan lebih pendek):dapat memunculkan pemikiran baru tentang bagaimana lampu dengan struktur canggih dapat digunakan untuk mendorong upaya teknologi. Ini bisa menjadi titik balik untuk semua aplikasi fotonik utama yang membutuhkan daya tinggi, permesinan mikro-nano, perangkap optik, telekomunikasi serat optik, dan ilmu proton ultracepat.

Para peneliti sekarang mencoba memanfaatkan sumber cahaya ini untuk mengontrol berkas elektron yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Ini akan membantu mereka menciptakan jenis sinar-X dan sumber elektron baru, dan menanamkan struktur cahaya ke sinar-X dan elektron.

Baca:Tampilan 3D Praktis yang Dihasilkan Oleh Holografi dan Teknologi Bidang Cahaya

Juga, mereka berencana untuk mengeksplorasi berbagai upaya paralel. Hal pertama adalah mengintegrasikan lebih banyak beamlet dan meningkatkan modulator ke daya yang jauh lebih tinggi. Kedua, mereka akan mempelajari cara mengubah beamlet femtosecond menjadi panjang gelombang lain menggunakan metode konversi nonlinier, yang akan menghasilkan cahaya terstruktur dengan komposisi hiperspektral dan sinkronisasi otomatis alami, atau dengan multi-warna.