Berulang-ulangGigahertzpulsa dengan warna dan bentuk individual membuka potensi baru dalam pencitraan ultracepat dan pemrosesan laser.
Sebuah tim peneliti dari Universitas Tokyo dan Universitas Saitama di Jepang telah mengembangkan teknik optik inovatif yang disebut "spectrum shuttle". Teknik ini secara bersamaan dapat menghasilkan semburan pulsa GHz dan membentuk profil spasialnya.
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.
Saat ini, meskipun metode untuk menghasilkan semburan pulsa GHz tersedia di industri, tantangannya tetap ada seperti output energi pulsa yang tidak efisien, 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 yang disebutkan di atas mengembangkan skema baru.
Pendekatan ini terdiri dari penyebaran pulsa ultrashort secara horizontal melalui kisi difraksi, menggunakan cermin paralel untuk memisahkan pulsa menjadi panjang gelombang berbeda secara spasial. 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 cukup menjanjikan dalam pemrosesan laser presisi dan terapi laser.
Khususnya, pendekatan inovatif tim telah menghasilkan desain yang kompak dan portabilitas yang ditingkatkan, sehingga cocok untuk digunakan dalam fasilitas penelitian ilmiah dan berbagai teknologi industri.
Keitaro Shimada, seorang Ph.D. kandidat di Departemen Bioteknologi diUniversitas Tokyo, mengatakan, "Struktur optik unik kami memungkinkan manipulasi pulsa ultrashort dengan jalur optik tiga dimensi, menghasilkan manipulasi spasial semburan GHz yang belum pernah terjadi sebelumnya."
Dia menambahkan, “Spectrum shuttle memberikan 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.
