Izum koji je zapanjio svijet: ‘Ultrabrzi laser stane na vrh prsta, a mogućnosti su neiscrpne’

Kalifornijski Institut za Tehnologiju (Caltech) predstavio je inovaciju u svijetu laserske tehnologije, pružajući mogućnost proizvodnje lasera s ultrakratkim optičkim pulsovima, koji može stati na vrh prsta.

Ti minijaturni laseri mogli bi se koristiti u – svemu – od medicinskog slikanja do atomskih satova i navigacije gdje nema signala GPS-a. Dakle, u situacijama gdje su potrebni superbrzi laserski impulsi, ovi nevjerojatno kompaktni instrumenti mogli bi pomoći.

Mala veličina nije samo trik: stavljanje ove tehnologije u kompaktniji oblik otvara je za mnoštvo novih upotreba, jer postaje prenosiva i može se ugraditi u druge uređaje koji stanu u džepove i torbe.

Bilijarditi dio sekunde

“Cilj nam je revolucionirati područje ultrabrze fotonike transformiranjem velikih laboratorijskih sustava u aparat veličine čipa, koji se mogu proizvoditi masovno i koristiti na terenu”, kaže fizičar Qiushi Guo, s Caltecha.

Ovaj tip lasera poznat je kao “mode-lock laser” (MLL) koji stvara iznimno brze laserske impulse. Riječ je o fazama koje se mjere u femtosekundama!

Jedna femtosekunda (fs) iznosi 10⁻¹⁵ s, tj. bilijarditi dio sekunde.

Brži laserski impulsi znače da se promatranja mogu obaviti na manjim mjerilima i objektima koji se kreću brže, poput atoma u molekuli. Međutim, trenutno su najbolji i najmoćniji MLL-ovi veličine stola i trebaju puno energije za rad.

Za stvaranje MLL-a na tako malom čipu, tim je koristio materijal nazvan tankoslojni litij-niobat (TFLN), koji omogućava uporabu vanjskih radiofrekvencijskih električnih signala za precizno upravljanje laserskim impulsima. Materijal je kombiniran s posebnom vrstom poluvodiča kako bi se proizveo supermali laser.

Znanstvenici otkrili zapanjujući podatak o potresima iz prošlosti: Krivi su za puno toga danas

Futuristički atomski satovi

Rezultati su bili impresivni. Mali laser može generirati puls faze 4,3 pikosekunde (ps) u bliskom infracrvenom području, sa snagom od oko pola vata.

Jedna pikosekunda (ps) iznosi 10⁻¹² s, tj. bilijunti dio sekunde.

Što je još važnije, laser je prilagodljiv u pogledu toga kako se može podešavati, kao i operiranja na način koji sugerira da se može ugraditi u prijenosne uređaje koji stanu u ruke.

Laseri se mogu koristiti i kao instrumenti za mjerenje i kao način utjecaja na okolinu, a autori tog novog procesa miniaturizacije vide svijetlu budućnost za svoje djelo.

“Ovo postignuće otvara put korištenju mobilnih telefona za dijagnosticiranje bolesti oka ili analiziranje hrane i okoline na stvari poput bakterije E. coli i opasnih virusa. Također bi omogućilo futurističke atomske satove veličine čipa, što omogućuje navigaciju kada je GPS kompromitiran ili nedostupan”, zaključuje Guo.