Sinar Sasers Perangkat Laser Berbasis Gelombang Cahaya

Tinuku
(KeSimpulan) Laser berbasis suara dapat meningkatkan pencitraan dan elektronika. Menggunakan kepala drum kecil dan getaran menara, dua kelompok peneliti telah membuat kemajuan yang mengesankan dalam mengembangkan laser jenis baru yang memancarkan suara dan bukan cahaya. Laser berbasis suara (Sound-based lasers) yang dijuluki sasers, masih dalam tahap awal tetapi suatu hari nanti bisa membuat segala sesuatu menjadi lebih rinci dalam pencitraan ultrasound untuk elektronik lebih cepat.

Dokumen-dokumen mereka muncul dalam edisi terbaru jurnal Physical Review Letters. Ide tentang saser telah berlangsung lama selama dengan laser. Laser bekerja dengan memperkuat warna cahaya tertentu atau frekuensi. Dua cermin memantulkan cahaya yang dipisahkan pada jarak yang beresonansi dengan frekuensi yang dipilih dan rongga di antaranya diisi dengan gas yang menguatkan cahaya. Ketika cahaya memantul bolak-balik antar cermin, gas meningkatkan kekuatan. Ketika cahaya melewati salah satu ujung perangkat, hasilnya adalah sebuah blok yang 'koheren', semua partikel cahaya berwarna yang sama mengalahkan serempak.

Matematika untuk suara dan gelombang cahaya hampir identik dan di bawah situasi yang tepat seharusnya memungkinkan untuk membuat berkas yang koheren dari gelombang suara di dalam blok material padat. Karena perjalanan gelombang suara lebih lambat, panjang gelombang suara pada frekuensi tertentu lebih pendek daripada cahaya.

Kerry Vahala, fisikawan di California Institute of Technology, Pasadena, mengatakan bahwa panjang gelombang suara yang pendek bisa memiliki beberapa aplikasi praktis yang sangat berguna. Sebagai contoh, sinar gelombang suara dapat memberikan resolusi sangat tinggi untuk high-resolution ultrasound machines yang mampu mengatasi benda-benda yang bahkan melebihi mikroskop yang paling kuat.

Tapi gelombang pendek yang juga membuat begitu menarik bahwa sasers sangat sulit dibangun. Laser normal, mudah untuk memperkuat hanya satu frekuensi, karena frekuensi yang sama tidak akan bergema di dalam rongga yang sama. Tapi gelombang pendek suara akan lebih banyak frekuensi yang bersaing di dalam rongga, frekuensi ekstra sasers pada energi mereka. Sebelumnya, Vahala bekerja dengan tim lain untuk membangun sebuah perangkat saser seperti dalam temperature yang sangat rendah, tetapi sampai sekarang, tidak seorang pun yang mampu membangun saser yang dapat bekerja di bawah kondisi sehari-hari.

Mengisolasi hanya satu frekuensi, kelompok Vahala menggunakan laser untuk drive dua silika drum dengan diameter hanya beberapa puluh mikrometer. Cahaya dari laser berlari mengitari tepi kepala drum seperti mobil panitia di sekitar arena pacuan kuda. Energi membuat dua kepala bergetar pada frekuensi tertentu. Dengan melihat bagaimana laser berkedip-kedip saat keluar dari drum, Vahala dan timnya mampu memverifikasi bahwa frekuensi tunggal sedang dikuatkan dalam salah satu kepala drum. Ketika sistem menyeberangi batas yang memukul kepala dengan nada murni. Menyesuaikan kesenjangan antara dua drum mengubah umpan balik di antara mereka dan memungkinkan tim untuk menyesuaikan frekuensi suara.

Kelompok peneliti kedua menggunakan setup yang sama sekali berbeda untuk membuat nada-nada saser. Tony Kent dari Universitas Nottingham, Inggris, dan timnya memulai dengan sebuah menara yang terbuat dari lapisan bolak semikonduktor gallium arsenide dan aluminium arsenide. Ketika laser melanda puncak menara akan menciptakan suara yang menyebabkan elektron dalam gallium arsenide ke terowongan kuantum mekanik melalui lapisan aluminium arsenide. Terowongan pengeras suara pada frekuensi tertentu yang pada gilirannya menyebabkan lebih tinggi elektron. Efek amplifikasi sebentar koheren, tetapi tetap menunjukkan konsep saser.

Kedua eksperimen mereka memberi hasil yang menarik dan mungkin akan memiliki kelebihan dan kekurangannya, kata Jérôme Faist, peneliti di Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETH Zurich), Swiss. Kelompok Vahala telah menciptakan suara laser sejati. "Ini adalah karya yang cerdas," kata Faist, tetapi perangkat beroperasi pada frekuensi megahertz, lebih rendah daripada frekuensi yang akan berguna untuk banyak aplikasi. Selain itu akan sulit untuk menyadap gelombang suara dari kepala drum dan mengirimkan mereka melalui material padat.

Faist mengatakan bahwa menara milik Kent, sebaliknya, menggunakan teknologi semikonduktor, sehingga lebih mudah untuk bergabung dengan sirkuit semikonduktor. Di atas semua itu, Kent bekerja pada ratusan gigahertz, frekuensi lebih selaras dengan perangkat elektronik modern. Namun masih kehilangan terlalu banyak energi karena frekuensi yang bersaing untuk yang lebih berguna.

Pada akhirnya, masih tidak jelas apa kegunaan sasers. "Mereka akan menemukan aplikasi, tapi jujur saya tidak tahu di mana atau untuk apa," kata Faist. Vahala setuju, tetapi menambahkan bahwa untuk saat ini, "It's a cool thing to do," kata Vahala.
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment