Pulsa berulang Gigahertz dengan warna dan bentuk individual membuka potensi baru dalam pencitraan ultracepat dan pemrosesan laser.
Pembuatan dan pembentukan pulsa yang sangat berulang sangat menjanjikan untuk berbagai aplikasi, termasuk fotografi kecepatan tinggi, pemrosesan laser, dan pembangkitan gelombang akustik. Pulsa Gigahertz (GHz) dengan interval ~00,01 ~ ~10 nanodetik sangat berharga dalam memvisualisasikan fenomena ultracepat dan meningkatkan efisiensi pemrosesan laser.
Meskipun terdapat metode untuk menghasilkan semburan pulsa GHz, tantangannya tetap ada, seperti throughput energi pulsa yang rendah, kemampuan interval pulsa yang buruk, dan kompleksitas sistem yang ada. Selain itu, pembentukan profil spasial setiap pulsa semburan GHz terbatas karena kurangnya respons modulator cahaya spasial.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti dari Universitas Tokyo dan Universitas Saitama telah mengembangkan teknologi optik inovatif yang disebut "spectrum shuttle" yang secara bersamaan menghasilkan dan membentuk kontur spasial pulsa semburan GHz.
Jepang menciptakan teknologi optik yang secara bersamaan menghasilkan dan membentuk pulsa gigahertz.
(Sumber gambar: Universitas Tokyo)
Metode ini melibatkan penyebaran pulsa ultrashort secara horizontal melalui kisi difraksi, menggunakan cermin paralel untuk memisahkan pulsa secara spasial ke dalam panjang gelombang yang berbeda. Pulsa yang disejajarkan secara vertikal ini dapat dimodulasi secara spasial secara individual menggunakan modulator cahaya spasial. Pulsa termodulasi yang dihasilkan, dengan penundaan waktu berbeda dalam rentang GHz, menghasilkan semburan pulsa GHz yang dipisahkan secara spektral, masing-masing dengan bentuk unik dalam profil spasialnya.
Metode ini dilaporkan berhasil menghasilkan pulsa burst GHz dengan variasi panjang gelombang dan interval waktu yang berbeda. Ini menunjukkan pembentukan profil spasial termasuk pergeseran posisi dan pemisahan puncak. Penerapan metode ini pada pencitraan spektral ultracepat menunjukkan kemampuannya untuk menangkap dinamika pita panjang gelombang yang berbeda secara bersamaan.
Metode ini memfasilitasi pencitraan ultracepat dalam skala waktu sub-nanodetik hingga nanodetik, memungkinkan analisis fenomena yang cepat dan tidak berulang. Aplikasi potensialnya termasuk mengungkap fenomena ultracepat yang tidak diketahui dan memantau proses fisik yang cepat di lingkungan industri. Kemampuan untuk membentuk pulsa GHz secara individual juga menjanjikan dalam pemrosesan laser presisi dan terapi laser.
Patut dicatat bahwa tim di atas telah mengusulkan metode inovatif yang mengarah pada desain kompak dan meningkatkan portabilitasnya, sehingga dapat diterapkan pada fasilitas penelitian ilmiah dan berbagai sektor teknologi industri.
Keitaro Shimada, kandidat PhD di Departemen Bioteknologi Universitas Tokyo, mengatakan, "Struktur optik kami yang unik memungkinkan manipulasi pulsa ultrashort dengan jalur optik tiga dimensi, sehingga menghasilkan manipulasi spasial pulsa semburan GHz yang belum pernah terjadi sebelumnya."
Dia menambahkan, “Spectrum shuttle menyediakan rentang pulsa semburan GHz yang luas dengan interval mulai dari 10 pikodetik hingga 10 nanodetik. Saya percaya bahwa aplikasi berdasarkan teknologi kami untuk berbagai target, termasuk plasma, logam, dan sel, akan mempercepat penemuan ilmiah dan inovasi teknologi dalam industri dan kedokteran."
Teknologi inovatif ini membuka jalan untuk memajukan pencitraan ultracepat, yang berdampak pada penelitian ilmiah dan aplikasi industri. Kemampuannya untuk secara bersamaan menghasilkan dan membentuk semburan pulsa GHz memperkenalkan alat serbaguna untuk mempelajari fenomena cepat dan meningkatkan proses berbasis laser.
