Penelitian baru menunjukkan bahwa pulsa laser ultracepat dapat menciptakan struktur berputar-putar seperti cincin asap yang, ketika dihubungkan satu sama lain, dapat membawa dan mengirimkan informasi gambar sederhana. Penemuan ini membawa kemungkinan baru pada bidang komunikasi optik dan transmisi informasi.
Di masa lalu, vortisitas biasanya hanya terlihat di air dan udara, namun tim peneliti yang dipimpin oleh Howard Milchberg di Universitas Maryland menemukan bahwa struktur pusaran serupa juga dapat terbentuk dalam berkas cahaya, yang dikenal sebagai cincin pusaran. Dalam struktur ini, partikel cahaya (atau foton) berputar dan berputar seperti partikel udara dalam cincin asap.
Milchberg menunjukkan bahwa dengan semakin populernya teknologi untuk menciptakan vortisitas dalam cahaya, prospek penerapan struktur ini sangat luas. “Bidang ini berkembang pesat, dan kegunaan baru struktur optik ini sedang dieksplorasi. Diantaranya, kapasitas membawa informasi merupakan aspek yang perlu mendapat perhatian khusus.”
Untuk mewujudkan cincin pusaran laser, tim peneliti berhasil memberikan pulsa laser bentuk seperti donat dan karakteristik putaran cincin asap dengan menyesuaikan intensitas dan fase cahaya secara tepat.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang fasanya menentukan posisi setiap bagian gelombang selama osilasinya. Karena pulsa laser ini bertahan kurang dari sepersejuta detik, bentuk dan fitur yang diinginkan hanya dapat tercipta jika diberikan nilai fase tertentu pada titik waktu tertentu.
Selama percobaan, tim menggunakan serangkaian lensa, kristal bergerigi, dan "modulator cahaya spasial" yang mirip dengan proyektor kecil untuk mengirimkan pulsa laser. Ketika pulsa melewati perangkat ini dan mencapai detektor, pulsa tersebut berbentuk rangkaian cincin pusaran, yang dikenal sebagai "string pusaran ruangwaktu". Cincin pusaran terbesar yang dibangun tim terdiri dari 28 cincin pusaran berbeda.
Selanjutnya, para peneliti mengkodekan gambar logo mereka ke dalam serangkaian properti cincin pusaran. Sebagai bukti prinsip, mereka berhasil mengirimkan gambar 16.384 piksel menggunakan rangkaian 16 vortisitas. Namun, mereka mengantisipasi bahwa dalam percobaan di masa depan, string yang berisi 28 cincin pusaran akan menjadi metode yang lebih efisien untuk mengirimkan informasi dalam jumlah besar dalam waktu singkat.
Membuat pusaran seperti donat dengan cahaya memerlukan tingkat presisi yang tinggi dan perhatian terhadap detail, kata Alan Willner dari University of Southern California. Namun, tim peneliti telah memberikan beberapa pedoman seperti “resep” yang akan membantu menciptakan lebih banyak jenis struktur pusaran di masa depan.
Saat ini, kelompok penelitian di seluruh dunia sedang mencoba merancang berbagai lampu terstruktur yang menarik untuk mengeksplorasi potensi nilai penerapannya. Di masa depan, para ilmuwan akan membawa lebih banyak terobosan baru dalam struktur cahaya yang berbeda.
