Alat Revolusioner Memungkinkan Pengukuran Laser Femtosecond yang Tepat

INSIDER Teknologi Fotonik &Pencitraan

Laboratorium menyiapkan alat baru yang dapat mengukur laser femtodetik. (Gambar:Universitas Lund)

Pulsa laser ultrapendek – yang lebih pendek dari sepersejuta per sejuta detik – telah mengubah ilmu pengetahuan dasar, teknik, dan kedokteran. Meskipun demikian, durasinya yang sangat singkat membuat mereka sulit dipahami dan diukur. Sekitar sepuluh tahun yang lalu, peneliti dari Lund University dan Porto University memperkenalkan alat untuk mengukur durasi pulsa laser ultracepat. Tim yang sama kini telah mencapai terobosan yang memungkinkan pengukuran pulsa laser individual pada rentang parameter yang lebih luas dalam pengaturan yang lebih ringkas.

"Pengukuran standar saat ini untuk laser femtosecond, yang biasanya digunakan dalam industri dan kedokteran, hanya memberikan perkiraan durasi denyut. Pendekatan kami memberikan pengukuran yang lebih lengkap dan dapat berkontribusi untuk mengeluarkan seluruh potensi teknologi laser ultracepat," kata Daniel Díaz Rivas, mahasiswa doktoral Fisika Atom di Lund University.

Konsep pulsa femtosecond sulit dipahami oleh sebagian besar dari kita. Namun, mereka digunakan untuk berbagai aplikasi sehari-hari, mulai dari bedah mata hingga permesinan mikro di industri. Pulsa laser yang sangat pendek bahkan dapat menyelidiki proses tercepat di alam, seperti transfer energi dalam fotosintesis dan dinamika elektron.

Meskipun penggunaannya semakin luas, pengukuran bentuk dan durasi denyut secara tepat masih merupakan tugas yang sulit. Instrumen elektronik terlalu lambat, itulah sebabnya para peneliti beralih ke metode optik.

Metode Saat Ini Terbatas

Namun, jenis teknik optik ini biasanya memerlukan beberapa pengukuran dalam urutan pemindaian. Hal ini membuatnya tidak cocok untuk menangkap pulsa individual secara real-time.

Versi single-shot telah muncul untuk mengkarakterisasi pulsa sangat pendek yang biasa digunakan dalam ilmu pengetahuan dasar - namun kesulitan dengan pulsa yang lebih panjang yang lebih umum digunakan dalam aplikasi industri dan medis. Keterbatasan ini terkait dengan kompleksitas peregangan pulsa yang memadai dalam pengaturan optik kompak.

Para peneliti di Universitas Lund kini telah mengembangkan cara yang ringkas dan elegan untuk meregangkan pulsa laser ultracepat menggunakan prinsip optik sederhana. Dengan mengirimkan sinar laser berdenyut melalui kisi difraksi — komponen yang memisahkan cahaya menjadi warna secara spasial — dan mencitrakan kisi tersebut dengan kombinasi lensa, mereka dapat mengontrol durasi denyut di seluruh sinar laser dengan tepat.

Pendekatan ini memungkinkan pulsa femtodetik diperpanjang lebih dari sepuluh kali lipat dalam pengaturan optik kompak.

Hal ini memungkinkan karakterisasi penuh dalam satu pengambilan gambar, tanpa memerlukan elemen optik pra-kompensasi. Hasil dari karya ini adalah teknik serbaguna yang dapat bekerja untuk durasi pulsa mulai dari beberapa femtodetik hingga ratusan, sehingga mencakup aplikasi ilmiah, industri, dan medis. Hal ini membuka pintu bagi pemantauan pulsa individu secara real-time, sesuatu yang sebelumnya di luar jangkauan banyak platform laser.

Melihat ke Depan

Selain karakterisasi pulsa, prinsip optik ini dapat diterapkan untuk membentuk sifat spatiotemporal pulsa cahaya dan mengeksplorasi berbagai cara untuk mempelajari interaksi materi cahaya.

“Seiring dengan laser ultracepat yang terus mendorong inovasi dalam sains dan teknologi, alat seperti ini akan menjadi kunci untuk mendorong batas-batas presisi dan pemahaman,” Cord Arnold, Dosen Senior Fisika Atom di Lund University menyimpulkan.

Artikel ini ditulis oleh Universitas Lund. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Daniel Diaz Rivas, Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..

Sumber