Laser Diperkirakan Akan Memainkan Peran Penting dalam Dekade-Depan Seiring Kemajuan Teknologi

Laser, singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, adalah sebuah perangkat yang memancarkan cahaya pada panjang gelombang tertentu dan memperkuat cahaya tersebut untuk menghasilkan berkas radiasi yang sangat sempit dan sangat terang yang difokuskan pada titik kecil. Ada banyak jenis laser, termasuk laser serat, laser gas, laser padat, laser pewarna, dan laser diode, yang semuanya memiliki rangkaian komponen dasar yang sama.

Saat ini, laser menjadi bagian penting dari banyak produk yang kita gunakan setiap hari, mulai dari produk konsumen seperti Blu-Ray, CD, pemutar DVD, dan pemindai kode batang hingga printer laser dan operasi mata LASIK. Laser juga digunakan untuk mengukur, memotong, mengukir, mengebor, dan menandai berbagai macam material.

Laser pertama dikembangkan pada tahun 1960, berdasarkan karya Albert Einstein tentang emisi terstimulasi, yang membuatnya menerima Hadiah Nobel 1921. Sejak itu, pasar teknologi laser global telah tumbuh secara signifikan dan diproyeksikan mencapai nilai $25,6 miliar pada tahun 2027.

Aplikasi Teknologi Laser

Laser telah terbukti menjadi alat yang sangat praktis berkat kemampuannya menghasilkan berkas cahaya monokromatik, terkontrol, dan diarahkan dengan presisi. Banyak aplikasi pentingnya saat ini terletak pada komunikasi serat optik, pemesinan dan fabrikasi laser, deteksi unsur jejak, metrologi laser, dan pencitraan medis. 

Meskipun ilmu tentang cahaya itu sendiri tidak berubah, teknologi laser telah berkembang pesat selama bertahun‑tahun. Jadi, meskipun ditemukan puluhan tahun yang lalu, kemajuan teknologi akhirnya memungkinkan laser mulai memainkan peran yang selalu kita bayangkan untuknya. 

Sekarang, mari kita lihat kemajuan terbaru dan semua hal yang dimungkinkan oleh teknologi ini di berbagai industri!

Komunikasi 

Dengan memungkinkan penciptaan jaringan aman yang dapat mentransmisikan data dalam jumlah besar dengan kecepatan tinggi, efisiensi lebih besar, dan keamanan yang ditingkatkan, teknologi laser muncul sebagai pengubah permainan dalam komunikasi satelit. Akibatnya, pasar komunikasi laser berbasis ruang angkasa global diperkirakan akan meningkat empat kali lipat pada tahun 2031, menurut Straits Research.

Dalam bidang ini, Laser menawarkan beragam aplikasi seperti komunikasi antar‑satelit dan konektivitas satelit‑ke‑bumi. Dan seiring jumlah satelit yang mengorbit terus bertambah, komunikasi laser berbasis ruang angkasa akan menjadi semakin penting dalam sistem komunikasi satelit.

Baru-baru ini, NASA melakukan uji coba pertama yang berhasil dari sistem Deep Space Optical Communications (DSOC), sebuah tautan komunikasi generasi berikutnya yang mengirimkan informasi melalui cahaya laser. Sebagai bagian dari serangkaian uji coba yang dilakukan NASA untuk mempercepat komunikasi di luar angkasa, ini merupakan komunikasi laser terjauh hingga saat ini. Jika berhasil, pejabat NASA memperkirakan astronaut dalam dekade mendatang akan menggunakannya sebagai sarana mengendalikan misi dari bumi.

Meskipun komunikasi laser menghadapi banyak tantangan, terutama terkait atmosfer, teknik inovatif seperti optik adaptif, pengendalian berkas, dan algoritma koreksi kesalahan sedang dieksplorasi untuk mengurangi efek tersebut, yang akan meningkatkan penerapan praktis komunikasi laser.

Jadi, meskipun luar angkasa telah menjadi penggunaan tipikal komunikasi laser, penelitian, pengembangan, dan investasi sedang berlangsung untuk meningkatkan penggunaan praktis komunikasi laser. Peningkatan bandwidth dan kemampuan beroperasi dalam berbagai kondisi atmosfer akan memperluas penerapan komunikasi laser di pasar pertahanan, sipil, komersial, dan pertanian.

Di komunitas internasional, upaya standardisasi juga sedang berlangsung untuk memastikan interoperabilitas dan adopsi luas sistem komunikasi laser. 

Pertahanan

Industri militer fokus pada pengembangan senjata laser karena kemudahan operasinya, presisi, dan tidak menimbulkan kerusakan sampingan. Selain itu, dengan akuisisi luas drone mematikan oleh militer di seluruh dunia, kemampuan senjata laser menjadi titik fokus bagi semua angkatan bersenjata.

Tahun lalu, muncul spekulasi bahwa Rusia telah menjadi negara pertama yang menggunakan senjata laser, Persevet dan Zadira, dalam pertempuran untuk menembak jatuh drone musuh. Amerika Serikat juga telah mengembangkan pekerjaan pada pertahanan udara berbasis laser. 

Dan awal tahun ini, sistem senjata laser taktis DEIMOS milik Lockheed Martin (LMT ) mencapai tonggak “cahaya pertama”. Perusahaan AS tersebut juga menjadi bagian dari sistem pertahanan udara berbasis laser Iron Beam milik Israel yang pertama jenisnya, yang dapat menembak jatuh pesawat musuh, roket, UAV, dan mortir dengan mengarahkan berkas laser ke target.

Seiring sistem laser semakin populer, para ilmuwan juga menemukan cara baru untuk secara signifikan meningkatkan daya laser serat sambil mempertahankan kualitas berkasnya, menjadikannya teknologi pertahanan kunci di masa depan melawan drone berbiaya rendah. 

Terobosan ini melibatkan potensi penggunaan serat optik multimode untuk secara signifikan meningkatkan output daya laser serat, antara 3 hingga 9 kali, tanpa menurunkan kualitas berkas. Dengan mencapai hal ini, laser dapat secara efektif memfokuskan pada target yang jauh, menghasilkan output daya yang sangat tinggi. Peningkatan output daya ini meningkatkan kegunaan laser serat, menjadikannya lebih berharga bagi industri pertahanan.

Kekuatan militer lain, China, juga telah membuat kemajuan besar dalam senjata laser, dan beberapa bulan lalu, ilmuwan militer China mengklaim bahwa mereka telah mengembangkan sistem pendinginan baru yang memungkinkan laser energi tinggi beroperasi “tanpa batas” tanpa penumpukan panas buangan, sebuah tantangan teknis utama dalam pengembangan senjata laser.

Dengan ini, senjata kini dapat menghasilkan berkas laser selama yang diinginkan tanpa gangguan atau penurunan kinerja. Sistem baru ini, yang menggunakan struktur canggih, berpotensi mengubah secara signifikan bidang pertahanan dengan meningkatkan jangkauan dan kerusakan, memperpanjang waktu keterlibatan, dan mengurangi biaya.

Klik di sini untuk daftar saham aerospace dan pertahanan terbaik.

Kesehatan

Selain pertahanan, teknologi laser juga banyak digunakan dalam bidang kesehatan karena akurasi tinggi, produktivitas, keberlanjutan, dan adaptabilitasnya. Di sektor ini, teknologi digunakan untuk mengembangkan prostetik baru dan alat untuk aplikasi kesehatan, sementara produsen peralatan kesehatan menggunakan laser untuk merancang dan mengembangkan peralatan medis baru dengan mudah. 

Penggunaan laser mengurangi tenaga kerja dan biaya lain dalam manufaktur. Laser juga dapat mengidentifikasi barang palsu di klinik dan rumah sakit. Selain itu, dokter bedah dapat melakukan prosedur operasi kompleks dengan mudah menggunakan laser.

Dari oftalmologi, kedokteran gigi, dan dermatologi hingga urologi, teknologi laser semakin banyak digunakan dalam perawatan kesehatan, dengan kondisi seperti penyakit jantung, glaukoma, tumor, kanker, varises, masalah prostat, cedera lutut, dan batu ginjal yang diobati dengan laser. Sistem ultrasonik berbasis laser, sementara itu, memberikan gambar fitur interior tubuh serta berpotensi melacak tahap penyakit seiring waktu.

Selain itu, teknologi laser juga digunakan dalam perawatan medis non-invasif seperti trabekuloplasti laser selektif, terapi fotodinamik, penghapusan tato, peremajaan kulit, terapi laser tingkat rendah, dan penghilangan rambut. Terapi laser tingkat rendah (LLLT), khususnya, menonjol dalam kedokteran gigi karena menawarkan keunggulan khusus dalam hal keamanan dan kenyamanan pasien serta tidak bergantung pada intervensi farmasi.

Selain itu, sejak FDA pertama kali memberikan izin untuk laser dalam aplikasi terapeutik bagi penggunaan manusia lebih dari dua dekade lalu, terapi laser dan aplikasinya telah berkembang pesat dan kini banyak digunakan untuk mengurangi nyeri, regenerasi jaringan, serta meningkatkan kesejahteraan umum.

Selanjutnya, ada penggunaan laser untuk mencegah nyamuk menggigit manusia dan menyebarkan penyakit. Produk seperti Photonic Fence Monitoring Device (PFMD) memantau serangga yang terbang dan mengeliminasi yang teridentifikasi sebagai target dengan menembakkannya menggunakan ledakan mikro energi laser. Aplikasi pertama PFMD adalah menguji desain dan efektivitas langkah-langkah pengendalian vektor terhadap serangan serangga berbahaya di pasar pertanian, perhotelan, pemerintah, militer, dan pengendalian hama residensial.

Klik untuk daftar sepuluh saham kesehatan terbaik.

Analisis dan Eksperimen 

Teknologi laser memainkan peran penting dalam berbagai bidang analisis dan eksperimen karena sifat uniknya, presisi, dan fleksibilitas. 

Dalam fisika atom dan molekul, peneliti dan ilmuwan menggunakan laser untuk memperlambat dan menjebak atom pada suhu sangat rendah. Selain menggunakan laser untuk mengendalikan keadaan kuantum, sumber cahaya yang dapat disetel membantu mempelajari tingkat energi dan transisi pada atom dan molekul.

Pendinginan laser, yang pertama kali ditunjukkan 40 tahun lalu dan merevolusi fisika atom untuk digunakan dalam studi informasi kuantum, gas degenden kuantum, jam atom, dan pengujian fisika fundamental, kini diterapkan pada antimat. Kemampuan memanipulasi gerakan atom antimat dengan cahaya laser diharapkan memberikan peluang terobosan untuk eksperimen masa depan, seperti air mancur anti-atom dan penciptaan molekul antimat.

Pada tahun 2021, kolaborasi ALPHA di CERN berhasil mendinginkan atom antihidrogen, bentuk paling sederhana dari antimat atom, menggunakan cahaya laser, yang dianggap sebagai “pengubah permainan untuk pengukuran spektroskopi dan gravitasi”.

Sementara itu, penelitian juga dilakukan mengenai percepatan partikel berbasis interaksi laser-plasma untuk memahami alam semesta. Selain memahami evolusi semua makhluk hidup melalui reaksi kimia, kemampuan teknologi ini juga membantu dalam pengobatan kanker, di mana ia dapat menjadi alternatif radioterapi sinar-X konvensional. Teknologi percepatan partikel berbasis interaksi laser-plasma memungkinkan pencapaian energi sangat tinggi dalam jarak yang sangat kecil, berpotensi menghasilkan peningkatan signifikan dalam hal volume.

Teknologi laser juga dimanfaatkan untuk menghasilkan nanomaterial dengan karakteristik kimia dan fisik yang unik melalui beberapa proses berbasis laser yang dikembangkan untuk manufaktur nanomaterial, seperti reduksi berbantuan laser, eksfoliasi laser, dan ablasi laser.

Energi Bersih / Fusi Nuklir

Pertumbuhan terus-menerus energi terbarukan di seluruh dunia memberikan peluang yang semakin besar bagi teknik pemrosesan laser. Di industri energi bersih, teknologi laser digunakan dalam pembuatan peralatan baru untuk pembangkit energi serta pembongkaran pembangkit listrik pada akhir masa pakainya.

Selain digunakan dalam manufaktur, laser dapat dipakai dalam pelapisan, yang juga dikenal sebagai deposisi logam laser, dan meningkatkan sifat permukaan yang diperlakukan. Komponen turbin mikrogas, sementara itu, dapat memperoleh manfaat dari pembersihan laser serat. 

Dalam energi surya, kontak yang dipicu laser menunjukkan potensi untuk meningkatkan efisiensi sel surya dan digunakan dalam pemotongan serta penandaan wafer semikonduktor serta memisahkan rangkaian listrik sel individu pada panel surya besar.

Di masa depan, kita mungkin akan melihat laser digunakan untuk menciptakan generasi baru panel surya serta produksi baterai untuk menyimpan energi yang dihasilkan oleh sumber terbarukan.  

Teknologi laser juga terlihat dalam fusi nuklir. Setahun yang lalu, Sekretaris Energi AS mengumumkan terobosan dalam fusi nuklir berbasis laser di mana sebuah laboratorium riset menghasilkan matahari kecil di Bumi. Sumber cahaya yang digunakan dalam percobaan ini adalah laser terbesar di dunia, yang menggunakan 192 jalur berkas untuk menghasilkan pulsa. Berkas laser menghasilkan 54% lebih banyak energi dibandingkan energi yang dimasukkan.

Tahun ini, 192 laser menghancurkan kapsul kecil yang berisi deuterium dan tritium, isotop berat hidrogen, memicu reaksi fusi yang menghasilkan lebih banyak energi daripada energi yang dipancarkan oleh berkas laser ke target selama proses tersebut.

Menurut Michael Campbell, mantan direktur laboratorium fusi laser di Universitas Rochester, yang kini berada di Universitas California:

“Dalam beberapa tahun ke depan, hasil sebesar 5 hingga 10 MJ sangat memungkinkan.”

Namun tentu saja, untuk itu kita membutuhkan laser pulsa berenergi tinggi dan daya rata-rata tinggi yang dibangun sebagai unit yang dapat diganti secara lini, yang akan membuka banyak aplikasi industri baru.

Klik di sini untuk daftar saham energi terbarukan terbaik.

Perusahaan yang Fokus pada Teknologi Laser 

Sekarang, mari kita lihat perusahaan-perusahaan terkemuka yang mengembangkan teknologi laser atau berbasis laser:

#1. Lockheed Martin Corporation (LMT)

Perusahaan pertahanan dan dirgantara terkemuka, yang juga terlibat dalam penelitian fusi nuklir, memiliki kapitalisasi pasar sebesar $111,74 miliar dan pendapatan 12 bulan terakhir (TTM) sebesar $67,68 miliar. 

Diperdagangkan pada $450,4, harga saham Lockheed turun 7,42% tahun ini sambil menawarkan dividen sebesar 2,80%. EPS perusahaan (TTM) adalah 27,38, dan P/E (TTM) adalah 16,45. 

Tahun lalu, Lockheed mengirimkan sistem senjata laser berenergi tinggi ke Departemen Pertahanan AS, dan tahun ini, Angkatan Darat AS kembali memberikan kontrak kepada perusahaan untuk mengembangkan prototipe laser kemampuan perlindungan tembakan tidak langsung.

#2. Coherent, Inc. (COHR)

Produsen terkemuka sistem laser untuk berbagai aplikasi, termasuk komunikasi, pemrosesan material, dan medis, Coherent Corp. (COHR ) memiliki kapitalisasi pasar sebesar $5,45 miliar. 

Pada saat penulisan, sahamnya diperdagangkan pada $36,02, naik 2,62% tahun ini (YTD). Selama 12 bulan berturut‑turut terakhir, Coherent melaporkan pendapatan $4,869 miliar dan memiliki EPS (TTM) sebesar -3,01 serta P/E (TTM) sebesar -11,96.

#3. IPG Photonics Corporation (IPGP)

Perusahaan ini menghasilkan solusi laser yang digunakan dalam pemrosesan material, medis, dan aplikasi canggih. Beberapa bulan lalu, IPG Photonics (IPGP ) meluncurkan laser dual-beam dengan daya inti mode tunggal ‘tertinggi’. 

Juga terlibat dalam penelitian energi bersih, saham IPG Photonics diperdagangkan pada $95,62, dengan pendapatan (TTM) dilaporkan sebesar $1,32 miliar. Perusahaan memiliki EPS (TTM) sebesar 1,82 dan P/E (TTM) sebesar 52,40. 

#4. Northrop Grumman Corporation (NOC)

Northrop Grumman (NOC ) adalah perusahaan dirgantara dan pertahanan global dengan kapitalisasi pasar $70,8 miliar. Perusahaan ini juga terlibat dalam pengembangan sistem laser untuk aplikasi pertahanan. 

Pada Oktober 2023, Space Development Agency Pentagon memberikan kontrak senilai $732 juta kepada Northrop Grumman untuk membangun 38 satelit “transportasi data” sebagai bagian dari Proliferated Warfighter Space Architecture yang sedang dibangun oleh agensi tersebut. 

Saat ini, saham Northrop Grumman diperdagangkan pada $469,58, turun 13,9% YTD. Perusahaan memiliki pendapatan (TTM) sebesar $38,685 miliar dan menawarkan dividen sebesar 1,59%.

#5. Thermo Fisher Scientific Inc. (TMO) 

Perusahaan ini menyediakan instrumen analitik, termasuk yang berbasis teknologi laser, serta bahan habis pakai yang digunakan dalam penelitian medis, diagnosis penyakit, dan penemuan serta produksi obat baru.

Harga saham Thermo Fisher turun 11,47% tahun ini dan kini diperdagangkan pada $487,53. Perusahaan memiliki kapitalisasi pasar $188,36 miliar, melaporkan pendapatan (TTM) $43,421 miliar, dan membayar dividen 0,29% dengan EPS (TTM) 15,27 serta rasio P/E (TTM) 31,93.

Kesimpulan

Seperti yang kita lihat, teknologi laser memiliki potensi besar dan sedang diimplementasikan di berbagai bidang. Meskipun laser sudah meningkatkan kemampuan manusia, seiring penelitian dan kemajuan terus berlanjut, terobosan akan membantu teknologi ini berkembang dan menjadi lebih kuat. Dari medis, sensor, energi, dan kendaraan listrik hingga digitalisasi dan kuantum, teknologi laser siap mengubah secara signifikan banyak aspek kehidupan kita.

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang berinvestasi dalam lima teknologi paling menjanjikan.