Laser Tinggi Performa Generasi Berikutnya Meningkatkan Navigasi Antariksa Dalam
NASA’ Deep Space Network (DSN), semacam sistem GPS untuk angkasa, bergantung pada jam atom untuk akurasi ekstrem. Sistem navigasi modern harus waktu sinyal radio dengan akurat untuk triangulasi lokasi. Namun kebutuhan akan akurasi bahkan lebih tinggi di angkasa, di mana jarak besar dapat memperbesar kesalahan kecil.
Kemajuan yang dibuat oleh Lute Maleki, ex-peneliti di NASA’s Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, CA, dan rekan-rekannya di JPL untuk angkasa sekarang telah menghasilkan beberapa laser dan osilator paling halus di dunia untuk aplikasi seperti komunikasi, range finder untuk mobil self-driving, dan bidang baru seperti komputasi kuantum.
Pada tahun 1980-an, saat bekerja untuk meningkatkan teknologi jam atom untuk DSN, Maleki mendirikan apa yang kemudian dikenal sebagai JPL’s Quantum Sciences and Technologies group untuk mengembangkan kemampuan baru menggunakan fisika kuantum yang mengatur partikel paling dasar, seperti foton atau atom yang getar dalam jam. Tim tersebut mengembangkan jam atom yang lebih baik dan lebih terjangkau dan juga, untuk pertama kalinya, mengirim sinyal jam atom melalui kabel fiber-optik ke antena hampir 20 mil jauhnya.
Pada awal 1990-an, Maleki dan anggota lain dari labnya akhirnya menemukan jenis osilator baru. “Dia memiliki masalah stabilitas yang tidak bisa dia selesaikan, dan saya katakan padanya untuk mengubahnya menjadi osilator untuk menyelesaikannya, dan kami menemukan optoelectronic oscillator,” kata Maleki.
Osilator krusial tidak hanya untuk penanggalan waktu tetapi juga untuk komunikasi, di mana mereka memungkinkan dua atau lebih perangkat untuk setuju pada frekuensi yang tepat untuk mengirim dan menerima informasi. Sementara semua osilator sebelumnya menggunakan arus listrik untuk menghasilkan getirannya, ini menggunakan cahaya laser. Optoelectronic oscillator sejak itu menjadi kritis untuk beberapa aplikasi, seperti radar, rekayasa angkasa, dan komunikasi nirkabel.
Untuk memastikan frekuensi konstan, osilator membutuhkan resonator. Pada waktu itu, biasanya ini adalah serat optik yang dapat membawa sinyal output pada jarak yang baik — idealnya satu mil atau lebih — dan melingkarnya kembali, memungkinkan sistem untuk melacak output frekuensi sendiri dan membatalkan kebisingan, kata Maleki. Ini membuat sistem yang besar.
Ini membawa pada temuan dasar kedua: penggunaan whispering gallery mode optical resonator. Pada waktu itu, NASA kurang membutuhkannya, tetapi Maleki yakin ada pasar.
Dia mendirikan OEwaves (OE singkatan dari optoelectronic) pada 1999 dengan sekitar 30 paten dari timnya di NASA, dilisensikan melalui California Institute of Technology, yang mengelola JPL.
Perusahaan membutuhkan waktu untuk menemukan kedudukannya dalam lanskap teknologi yang berubah, tetapi produknya, yang termasuk laser semikonduktor paling rendah kebisingan yang tersedia, telah menemukan pasar baru yang terbuka dalam beberapa tahun terakhir. Salah satunya ada di “smart structures,” konsep yang ada selama beberapa dekade tetapi mulai diterapkan, terutama di Asia. Sensor fiber-optik yang tersemat dalam bangunan, jembatan, rel kereta api, dan struktur lain dapat merasakan stres atau deformasi, tetapi ini memerlukan laser rendah kebisingan untuk mengungkap variasi kecil dalam panjang gelombang.
Maleki mengatakan dia juga mengharapkan permintaan yang meningkat di pasar ponsel dan komunikasi, saat mereka bergerak menuju frekuensi yang lebih tinggi, yang membawa informasi secara lebih efisien tetapi memerlukan fidelitas yang sangat tinggi.
Dan pada 2014, OEwaves memecahkan sebuah 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 dari lingkungan sekitarnya, yang banyak perusahaan kendaraan otonom anggap sebagai teknologi pendukung. GM subsidiary Cruise Automation membeli Strobe pada 2017.
Maleki mengatakan teknologi yang sama yang dimulai di JPL memungkinkan Strobe untuk mengembangkan sistem LiDAR yang kecil dan efisien yang mampu mengubah frekuensi dengan cepat — teknik yang disebut “chirping” — menggunakan hanya resonator. Chirping membantu untuk mengukur baik jarak dan kecepatan objek di sekitarnya. Dan seluruh sistem dapat ditempatkan pada photonic integrated circuit, yang mengurangi biaya lebih lanjut.
Beberapa universitas dan perusahaan juga membeli komponen laser untuk meneliti perangkat kuantum di masa depan untuk komunikasi, komputasi, dan aplikasi lainnya.
Untuk informasi lebih lanjut kunjungi di sini .
