Laser Terbuka Mungkin dengan Mengubah Energi Antara Nitrogen dan Argon

Sebuah tim peneliti dari University of California Los Angeles (UCLA) dan Max Born Institute menerbitkan sebuah studi yang menunjukkan penggunaan Nitrogen dan Argon untuk menghasilkan cahaya laser. Studi ini dibangun di atas puluhan tahun penelitian dalam bidang pembuatan laser terbuka, yang suatu hari dapat membantu meningkatkan sensor, robotika, dan banyak lagi. Berikut yang perlu Anda ketahui.

Teknologi Laser

Selama beberapa dekade, cara utama laser beroperasi adalah dengan menembakkan berkas cahaya melalui sebuah ruang optik yang berisi sepasang cermin. Cermin‑cermin ini dibangun dan diposisikan sedemikian rupa sehingga cahaya dapat memantul bolak‑balik di antara keduanya. Aksi pantulan ini memperkuat intensitas cahaya, menghasilkan berkas terfokus yang Anda lihat.

Laser Terbuka

Sejak awal penelitian laser, ada insinyur yang berusaha menciptakan cahaya laser tanpa menggunakan ruang resonansi dan cermin. Di dalam penelitian ini, terdapat sub‑kelompok insinyur yang berupaya membuat laser terbuka. Perangkat ini memanfaatkan interaksi antara partikel yang terexcite oleh cahaya intens untuk membentuk cahaya laser. Hingga baru‑baru ini, konsep ilmiah tersebut tidak mungkin. Namun, tampaknya keadaan berubah setelah publikasi studi terbaru ini.

Studi Laser Terbuka Nitrogen Argon

Studi ini membahas penggunaan campuran Nitrogen dan Argon untuk memicu lasing tanpa ruang resonansi di udara atmosfer. studi, yang dipublikasikan di Physical Review Letters, memperkenalkan konsep dan model kerja yang berhasil melakukan transfer energi yang dimediasi foton antara N₂ dan Ar, menghasilkan respons superfluoresensi.

Penelitian tim ini meneliti banyak konsep berbeda, karena udara sekitar memiliki komponen yang dapat menghasilkan respons superfluoresensi. Untuk memverifikasi bahwa Argon dan Nitrogen adalah komponen aktif dalam respons tersebut, tim harus memantau penggabungan keduanya dalam lingkungan yang stabil terhadap oksigen. Pengujian mengungkapkan beberapa hasil menarik, termasuk efek lasing dua arah, yang membuka pintu bagi berbagai eksperimen ilmiah baru.

Laser Terbuka – Pengujian

Pengujian dimulai dengan insinyur menggunakan laser pompa 261 nm untuk mengexcite gas‑gas tersebut. Tujuannya adalah memperoleh pemahaman lebih dalam mengapa campuran argon mengalami penurunan laju ionisasi. Pengujian ini membawa insinyur fokus pada absorpsi resonan 3‑foton dari foton 261 nm pada Ar. Di sini mereka menemukan korelasi langsung dengan efek lasing dua arah.

Efek lasing berjenjang dua arah ini diuji dengan berbagai parameter untuk memastikan detail konversi tercatat. Pengujian mengungkapkan bahwa mencampur nitrogen dengan argon menghasilkan respons yang diinginkan, sedangkan campuran lain tidak menghasilkan pulsa cahaya laser dua arah. Pembesaran menunjukkan bahwa absorpsi 3‑foton dari foton 261 nm oleh atom Ar secara khusus menciptakan emisi superfluoresensi berjenjang. Penemuan ini merupakan terobosan besar karena sebelumnya tidak diketahui bahwa mekanisme yang dimediasi foton yang mentransfer energi dari N₂ ke Ar adalah mungkin.

Langkah selanjutnya dimulai dengan pengujian frekuensi. Peneliti mengubah‑ubah frekuensi hingga mereka memperhatikan bahwa molekul nitrogen menunjukkan absorpsi nonlinier‑3‑foton dalam keadaan terexcite secara elektronik ketika terpapar pada 261 nm ke Argon yang beresonansi pada frekuensi sedikit berbeda. Data ini kemudian dikumpulkan untuk digunakan membuat rumus baru dalam memodelkan eksperimen masa depan.

Hasil

Studi ini menunjukkan beberapa hasil menjanjikan yang dapat mengguncang komunitas laser. Pertama, tim berhasil menghasilkan efek berjenjang dua arah yang bertahan dalam udara atmosfer. Secara khusus, insinyur dapat menciptakan dua warna lasing dua arah melalui pengaturan tanpa ruang resonansi terbuka.

Penelitian juga mengungkap penemuan tak terduga. Tim mencatat bahwa jumlah oksigen yang digunakan selama pencampuran memengaruhi interaksi antara molekul argon dan nitrogen. Penelitian mereka menunjukkan bahwa campuran 1 % O₂ ideal untuk emisi tanpa ruang resonansi, dua arah, dan mirip laser.

Manfaat Laser Terbuka

Teknologi ini membawa beberapa manfaat ke pasar. Pertama, ia memungkinkan pembuatan laser dengan lebih sedikit komponen mekanik. Laser terbuka akan memerlukan lebih sedikit teknik dan manufaktur untuk diproduksi. Biaya yang lebih rendah ini akan menghasilkan lebih banyak aplikasi penggunaan.

Stabilitas

Penggunaan cermin pada laser masa kini adalah salah satu kelemahan terbesarnya. Perangkat kecil ini harus dikalibrasi secara sempurna dan disejajarkan untuk menghasilkan berkas cahaya yang diharapkan. Penyimpangan kecil dari kalibrasi awal dapat membuat perangkat menjadi tidak berguna. Seiring laser terus berkembang ke aplikasi komersial dan militer berskala besar, terdapat permintaan kuat untuk laser dengan lebih sedikit komponen bergerak. Laser Nitrogen Argon adalah solusi cerdas.

Berat Ringan

Penggunaan Argon dan Nitrogen yang ringan akan membantu mengurangi berat keseluruhan laser ke depan. Laser sudah digunakan pada banyak perangkat mikroskopik. Namun, mereka terbatas dalam skala operasi berdasarkan kemampuan produsen untuk memperkecil komponen inti. Sistem berbasis Argon akan membutuhkan ruang jauh lebih sedikit dan berat lebih ringan. Dengan demikian, mereka dapat membantu memberi tenaga pada perjalanan luar angkasa generasi berikutnya, nanoteknologi, dan banyak lagi.

Aplikasi Potensial

Ada banyak aplikasi untuk gaya baru cahaya laser ini. Dari pemantauan dan pemindaian via sistem LiDAR hingga menargetkan sel kanker, dunia siap untuk laser yang lebih akurat dan mudah diakses. Berikut beberapa kasus penggunaan potensial untuk perangkat berbasis Argon ini.

Teknologi Penginderaan Jauh

Kasus penggunaan utama untuk teknologi lasing terbuka mundur adalah meningkatkan penginderaan jauh. Perangkat ini dapat memungkinkan deteksi partikel cahaya paling lemah saat mereka berinteraksi dengan campuran nitrogen dan argon. Akibatnya, mereka dapat membantu membuat panel surya yang lebih sensitif, peralatan keselamatan, dan lainnya.

Kesehatan

Laser terus menemukan tempat di bidang medis, mulai dari alat bedah hingga pemindaian otak, perangkat ini mengubah cara umat manusia menyembuhkan penyakit dan keluhan. Penggunaan perangkat lasing yang lebih kecil dan kurang rumit yang ditenagai oleh campuran Argon Nitrogen dapat membuka pintu bagi perawatan nanobot dan opsi perawatan medis lain yang kini terasa seperti fiksi ilmiah.

Penggunaan Militer

Militer telah bereksperimen dengan laser lebih banyak selama dekade terakhir. Mereka melihat perangkat ini sebagai alternatif berbiaya rendah untuk menembakkan misil berpemandu mahal ke target. Kekhawatiran mereka semakin meningkat seiring penggunaan drone kecil dan murah membuat mayoritas militer besar bergegas mencari alternatif pertahanan udara yang sebanding biaya dibandingkan sistem misil mahal.

Penelitian ini dapat digunakan untuk menciptakan laser yang lebih efektif dan kuat dengan kebutuhan energi yang lebih rendah. Di masa depan, perangkat ini dapat membantu melindungi prajurit dan sipil dari serangan drone dan misil berpandu. Mereka juga dapat memberi peringatan akan bahaya yang datang, memberi orang lebih banyak waktu untuk mencari perlindungan bersama orang terkasih.

Peneliti

Studi Laser Terbuka Nitrogen Argon dilakukan oleh tim Peneliti di University of California Los Angeles (UCLA) dan Max Born Institute. Penulis utama makalah ini adalah Zan Nie. Ia dibantu oleh tim yang dipimpin oleh Chan Joshi dan Misha Ivanov, yang juga menjadi penulis bersama makalah tersebut.

Dua Perusahaan yang Dapat Memanfaatkan Penelitian Laser Terbuka

Banyak perusahaan bergantung pada laser untuk menyediakan layanan mereka ke pasar. Laser digunakan hampir di mana saja, mulai dari membuka pintu otomatis hingga memindai bahan makanan. Mudah melupakan betapa banyak dunia bergantung pada teknologi ini. Berikut beberapa perusahaan yang memiliki posisi menonjol di pasar dan dapat mengintegrasikan teknologi ini di masa depan untuk meningkatkan profit mereka.

1. Heico Corporation

(HEI )

Heico Corporation adalah perusahaan manufaktur teknologi antariksa berbasis di Florida yang berpotensi mengintegrasikan penemuan teknologi ini dengan efek besar. Perusahaan ini memiliki penawaran di berbagai sektor termasuk medis, telekomunikasi, antariksa, pertahanan, ruang, dan industri elektronik. Karena itu, ini adalah operasi yang dikenal luas dan terbukti menjadi “hold” yang tangguh bagi para pedagang.

Heico Corporation mengoperasikan fasilitas manufaktur besar di Florida yang mencakup desain, produksi, perbaikan, distribusi, dan penjualan berbagai produk mereka di lintas industri. Perusahaan ini terus berkembang setelah mengakuisisi divisi Aerial Delivery and Descent Devices dari Capewell Aerial Systems. Langkah ini menegaskan Heico Corporation sebagai pemain utama di pasar antariksa.

Banyak pedagang percaya bahwa Heico Corporation akan terbang tinggi, termasuk Berkshire Hathaway, dana investasi Warren Buffett. Secara khusus, HEI memiliki kapitalisasi pasar sekitar $14 miliar yang diperkirakan akan meningkat seiring permintaan produk mereka naik.

2. Laser Photonics Corporation

(LASE )

Laser Photonics Corporation berkantor pusat di Florida dan diakui sebagai kekuatan inovatif dalam teknologi laser. Perusahaan ini menawarkan berbagai produk berbasis laser ke pasar termasuk sistem pembersihan laser, platform pertahanan, komponen pemantauan keselamatan, dan alat pemotongan laser profesional. Laser Photonics sering masuk dalam daftar Fortune 500 perusahaan teknologi teratas dan telah beroperasi lebih dari 30 tahun. Perusahaan ini telah menjalin beberapa kemitraan strategis, termasuk kerja sama dengan Fastenal Company untuk menyediakan produk laser ke pasar.

Mekanisme laser terbuka terbaru dapat menguntungkan Laser Photonics Corp dalam beberapa bulan ke depan. Perusahaan dapat melihat prosedur manufaktur yang lebih efektif dengan menghilangkan proses kalibrasi ruang resonansi laser yang memakan waktu untuk perangkat. Komitmen perusahaan terhadap kesuksesan dan inovasi terus‑menerus menjadikan LASE tambahan yang bijak untuk portofolio apa pun.

Laser Terbuka Hanya Awal

Studi ini mengungkap mekanisme baru untuk mengubah energi melalui Argon dan Nitrogen sekaligus membuka pintu bagi teknologi revolusioner lainnya, seperti quantum beating. Karena itu, banyak yang percaya tim ini pantas mendapatkan lebih banyak pengakuan atas kerja mereka. Untuk saat ini, kelompok insinyur inovatif ini siap memperluas pengujian mereka untuk menemukan lebih banyak detail tentang proses pengikatan radiasi yang menggerakkan interaksi ini.

Pelajari Proyek Menarik Lainnya Sekarang