Sekitar 10 tahun yang lalu, peneliti dari Lund University dan Porto University memperkenalkan alat untuk mengukur durasi pulsa laser ultracepat. Tim yang sama kini telah mencapai terobosan yang memungkinkan pengukuran pulsa laser individual pada rentang parameter yang lebih luas dalam pengaturan yang lebih ringkas.
“Pengukuran standar saat ini untuk laser femtosecond, yang biasanya digunakan dalam industri dan kedokteran, hanya memberikan perkiraan durasi denyut. Pendekatan kami memberikan pengukuran yang lebih lengkap dan dapat berkontribusi untuk mengeluarkan seluruh potensi teknologi laser ultracepat,” kata Daniel Díaz Rivas, mahasiswa doktoral Fisika Atom di Lund University.
Konsep pulsa femtosecond sulit dipahami oleh sebagian besar dari kita. Namun, alat ini digunakan untuk berbagai aplikasi sehari-hari, mulai dari bedah mata hingga pemesinan mikro-dalam industri. Pulsa laser yang sangat pendek bahkan dapat menyelidiki proses tercepat di alam, seperti transfer energi dalam fotosintesis dan dinamika elektron.
Meskipun penggunaannya semakin luas, pengukuran bentuk dan durasi denyut secara tepat masih merupakan tugas yang sulit. Instrumen elektronik terlalu lambat, itulah sebabnya para peneliti beralih ke metode optik.
Metode yang ada saat ini terbatas
Namun, jenis teknik optik ini biasanya memerlukan beberapa pengukuran dalam urutan pemindaian. Hal ini membuatnya tidak cocok untuk menangkap pulsa individual secara real-time.
Versi-tunggal telah muncul untuk mengkarakterisasi denyut sangat pendek yang biasa digunakan dalam ilmu pengetahuan dasar-namun kesulitan dengan denyut yang lebih panjang yang lebih umum digunakan dalam aplikasi industri dan medis. Keterbatasan ini terkait dengan kompleksitas peregangan pulsa yang cukup dalam pengaturan optik yang ringkas.
Sebuah solusi elegan muncul
Para peneliti di Universitas Lund kini telah mengembangkan cara yang ringkas dan elegan untuk meregangkan pulsa laser ultracepat menggunakan prinsip optik sederhana. Penelitian ini dipublikasikan di jurnalOptik.
Dengan mengirimkan sinar laser berdenyut melalui kisi difraksi-sebuah komponen yang memisahkan cahaya secara spasial menjadi warna-warnanya-dan mencitrakan kisi tersebut dengan kombinasi lensa, mereka dapat mengontrol durasi denyut di seluruh sinar laser dengan tepat.
Pendekatan ini memungkinkan pulsa femtosecond diperpanjang lebih dari sepuluh kali lipat dalam pengaturan optik yang ringkas.
Hal ini memungkinkan karakterisasi penuh dalam satu pengambilan gambar, tanpa memerlukan elemen optik pra-kompensasi. Hasil dari karya ini adalah teknik serbaguna yang dapat bekerja untuk durasi pulsa mulai dari beberapa femtodetik hingga ratusan, sehingga mencakup aplikasi ilmiah, industri, dan medis. Ini membuka pintu bagi pemantauan pulsa individu secara real-time-yang sebelumnya tidak dapat dijangkau oleh banyak platform laser.
Melihat ke depan
Selain karakterisasi pulsa, prinsip optik ini dapat diterapkan untuk membentuk sifat spatiotemporal pulsa cahaya dan mengeksplorasi berbagai cara untuk mempelajari interaksi materi cahaya.
“Seiring dengan laser ultracepat yang terus mendorong inovasi dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, alat seperti ini akan menjadi kunci untuk mendorong batas-batas presisi dan pemahaman,” Cord Arnold, dosen senior Fisika Atom di Lund University menyimpulkan.
