Untuk Pertama Kalinya, Para Peneliti Berhasil Menggunakan Udara Untuk Membelokkan Laser!

Baru-baru ini, para peneliti di Pusat Penelitian German Electron Synchrotron (DESY) mengumumkan bahwa mereka kini mampu membelokkan sinar laser dengan menggunakan sistem kisi tak kasat mata yang terbuat dari udara. Sistem optik digambarkan terbuat dari ultrasound dan tidak akan rusak oleh laser (bagaimanapun juga, itu hanya udara), juga tidak akan menurunkan kualitas sinarnya.
Tim telah mengajukan paten untuk metode baru ini, dan makalah terkait diterbitkan di jurnal Nature Photonics. Ini melibatkan penggunaan pengeras suara khusus, yang memungkinkan terciptanya pola udara dengan kepadatan berbeda. Meskipun massanya tetap konstan, perangkat tersebut saat ini hanya memiliki efisiensi 50 persen, namun tim yakin aspek-aspek ini dapat lebih maju di masa depan.
Yannick Schrödel, penulis pertama makalah penelitian tersebut dan seorang mahasiswa doktoral di DESY dan Institut Helmholtz di Jena, mengatakan dalam sebuah pernyataan bahwa mereka telah menghasilkan kisi optik berdasarkan gelombang kepadatan akustik.
Teknik inovatif ini menggunakan gelombang suara 140 desibel (setara dengan tingkat suara mesin jet yang berjarak beberapa meter), namun dalam rentang ultrasonik sehingga tidak terdengar oleh telinga manusia. Gelombang suara ini membentuk lapisan dengan kepadatan yang bervariasi. Karya ini terinspirasi oleh bagaimana cahaya dibelokkan oleh atmosfer bumi saat melewati lapisan dengan kepadatan berbeda.
“Namun, membelokkan cahaya melalui kisi difraksi memungkinkan kontrol laser yang lebih tepat dibandingkan defleksi di atmosfer bumi.” Schrödel menjelaskan, sifat kisi dipengaruhi oleh frekuensi dan intensitas gelombang suara.
Dalam percobaannya, para peneliti menggunakan pulsa laser inframerah dengan daya puncak 20 GW - yang setara dengan sekitar 2 miliar LED, atau jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengirim 16,5 mobil Drone kembali ke masa depan. Karena karakteristik kekuatannya, laser tersebut dapat digunakan antara lain untuk memproses material.
"Dalam rentang daya ini, sifat material cermin, lensa, dan prisma sangat membatasi penggunaannya, dan optik ini dalam praktiknya mudah rusak oleh sinar laser yang kuat." Christoph Heyl, pemimpin proyek, juga dari DESY dan Helmholtz Institute, menambahkan, "Selain itu, kualitas sinar laser juga terpengaruh. Sebaliknya, kami telah berhasil membelokkan sinar laser sedemikian rupa sehingga menjaga kualitasnya tanpa kontak ."
Para peneliti DESY menyebutkan bahwa tingkat suara yang ekstrim diperlukan untuk penelitian ini. Meskipun tingkat kebisingan ekstrem pada awalnya tampaknya tidak dapat dicapai secara teknis, mereka akhirnya menemukan solusi dengan dukungan para peneliti di Universitas Teknik Darmstadt dan perusahaan Inoson. Tim DESY kini telah berhasil menggabungkan teknologi tersebut dengan udara biasa untuk menghasilkan aplikasi yang relevan.
Kini, tim telah mampu menciptakan sistem kisi, namun mereka yakin mereka juga akan menggunakan gas lain untuk diterapkan pada panjang gelombang lain, atau untuk menghasilkan sifat optik lain, struktur optik – seperti lensa dan pandu gelombang. Dan, bahkan dimungkinkan untuk menggunakan gas yang berbeda untuk berinteraksi dengan berbagai jenis laser.
“Potensi kendali cahaya non-kontak, dan penerapan lain yang dapat diperluas, saat ini hanya sebatas imajinasi,” kata Heyl, seraya menambahkan bahwa “optik modern hampir seluruhnya didasarkan pada interaksi cahaya. dengan materi padat. Pendekatan kami membuka arah yang benar-benar baru."