Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Trik baru untuk pulsa laser inframerah – ScienceDaily


Laser solid-state biasa, seperti yang digunakan pada laser pointer, menghasilkan cahaya dalam jarak yang terlihat. Namun, untuk banyak aplikasi, seperti pendeteksian molekul, radiasi dalam rentang inframerah-tengah diperlukan. Laser inframerah semacam itu jauh lebih sulit untuk dibuat, terutama jika radiasi laser diperlukan dalam bentuk pulsa yang sangat pendek dan intens.

Untuk waktu yang lama, para ilmuwan telah mencari metode sederhana untuk menghasilkan pulsa laser infra merah seperti itu – di TU Wien hal ini telah dicapai, bekerja sama dengan Universitas Harvard. Teknologi baru tidak membutuhkan pengaturan eksperimental yang besar; dapat dengan mudah dibuat miniaturnya dan oleh karena itu sangat menarik untuk aplikasi praktis. Hasil baru sekarang telah disajikan di jurnal Komunikasi Alam.

Sisir frekuensi

“Kami menghasilkan sinar laser dalam rentang inframerah-tengah dengan laser kaskade kuantum yang dibuat khusus di Nano-Center TU Wien yang sangat modern,” kata Johannes Hillbrand dari Institute of Solid State Electronics di TU Vienna, penulis pertama pembelajaran. Sementara pada laser solid-state biasa, jenis cahaya yang dipancarkan bergantung pada atom dalam material, dalam laser kaskade kuantum, struktur kecil dalam rentang nanometer sangat penting. Dengan mendesain struktur ini secara tepat, panjang gelombang cahaya dapat diatur dengan tepat.

“Laser kaskade kuantum kami tidak hanya memberikan satu warna cahaya, tetapi juga berbagai frekuensi yang berbeda,” kata Ass.Prof. Benedikt Schwarz, yang memimpin penelitian dalam proyek yang didanai hibah ERC miliknya. “Frekuensi-frekuensi ini diatur sangat teratur, selalu dengan jarak yang sama di antaranya, seperti gigi sisir. Karena itu, spektrum seperti itu disebut frekuensi sisir.”

Cahaya itu seperti pendulum

Namun, bukan hanya frekuensi yang dipancarkan oleh laser kaskade kuantum yang menentukan, tetapi juga fase di mana gelombang cahaya berosilasi. “Anda dapat membandingkan ini dengan dua pendulum yang dihubungkan dengan karet gelang,” jelas Johannes Hillbrand. “Mereka dapat berayun maju mundur, persis secara paralel, atau berlawanan satu sama lain, sehingga mereka berayun ke arah satu sama lain atau menjauh dari satu sama lain. Dan kedua mode getaran ini memiliki frekuensi yang sedikit berbeda.”

Ini sangat mirip dengan sinar laser, yang terdiri dari panjang gelombang yang berbeda: Gelombang cahaya individu dari sisir frekuensi dapat berosilasi tepat dalam sinkronisasi – kemudian mereka saling bertumpuk dengan cara yang optimal dan dapat menghasilkan pulsa laser yang pendek dan intens. Atau mungkin ada pergeseran antara osilasinya, dalam hal ini tidak ada pulsa yang dibuat, tetapi sinar laser dengan intensitas yang hampir terus menerus.

Modulator cahaya

“Dalam laser kaskade kuantum, sebelumnya sulit untuk beralih antara dua varian ini,” kata Johannes Hillbrand. “Namun, kami telah membangun modulator kecil ke dalam laser kaskade kuantum kami, yang dilewati gelombang cahaya berulang kali.” Tegangan listrik bolak-balik diterapkan ke modulator ini. Bergantung pada frekuensi dan kekuatan voltase, osilasi cahaya yang berbeda dapat terjadi di laser.

“Jika Anda menggerakkan modulator ini pada frekuensi yang tepat, Anda dapat mencapai bahwa frekuensi yang berbeda dari sisir frekuensi kami semuanya berosilasi tepat dalam sinkronisasi,” kata Benedikt Schwarz. “Ini memungkinkan untuk menggabungkan frekuensi ini menjadi pulsa laser yang pendek dan intens – lebih dari 12 miliar kali per detik.”

Tingkat kendali atas pulsa laser infra merah pendek ini sebelumnya tidak mungkin dilakukan dengan laser semikonduktor. Jenis cahaya serupa paling banter hanya dapat dihasilkan dengan menggunakan metode yang sangat mahal dan merugikan. “Teknologi kami memiliki keunggulan yang menentukan karena dapat dibuat dalam ukuran mini,” tegas Benedikt Schwarz. “Seseorang dapat menggunakannya untuk membuat alat ukur ringkas yang menggunakan sinar laser khusus ini untuk mencari molekul yang sangat spesifik dalam sampel gas, misalnya. Berkat intensitas cahaya yang tinggi dari pulsa laser, pengukuran yang membutuhkan dua foton pada waktu yang sama. juga mungkin.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Teknologi Wina. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney