211service.com
Världens första digitala laser designad och byggd i Afrika
Lasrar är en av de emblematiska teknikerna i den moderna världen. Chansen är stor att de flesta läsare kommer att vara mindre än en meter från en laser av något slag när de läser detta. Lasrar fyller vår värld.
I princip är de enkla enheter. De består av ett par speglar, en energikälla, vanligtvis ljus, och en lasrande hålighet där ljuset kan studsa fram och tillbaka.
Tricket är att fylla lasringskaviteten med ett material som kallas förstärkningsmedium som förstärks vid en specifik frekvens när det stimuleras av ljus med en annan frekvens. När detta förstärkta ljus riktas ut ur kaviteten, med hjälp av en halvspegel, bildar det en smal stråle av koherent ljus med en enda specifik frekvens - en laserstråle.
För många applikationer är formen på denna stråle – hur ljusintensiteten varierar över strålen – viktig.
Fysiker ändrar för närvarande formen genom att placera olika typer av strålformande enheter framför lasern. Dessa inkluderar linser, speglar och digitala hologram som genereras med hjälp av rumsliga ljusmodulatorer.
Men eftersom dessa enheter i huvudsak är fastskruvade på framsidan av en laser, kräver de alla dyr anpassad optik som måste kalibreras varje gång de byts.
Men idag säger Sandile Ngcobo vid University of KwaZulu-Natal i Sydafrika och få kompisar att de har löst detta. Och de har designat och byggt en enhet för att testa deras idé.
Lösningen är enkel. Istället för att sätta en rumslig ljusmodulator framför lasern, har de byggt in en i enheten, där den fungerar som spegeln i ena änden av kaviteten. På detta sätt formar den rumsliga ljusmodulatorn strålen när den förstärks.
Resultatet är att strålen redan är formad på det sätt som krävs när den kommer ut ur laserkaviteten. Vi har demonstrerat en ny digital laser som gör att godtycklig intrakavitets laserstråleformning kan utföras i farten, säger Ngcobo och co.
Den stora fördelen med allt detta är att den rumsliga ljusmodulatorn genererar mönster elektroniskt. Det gör att dessa killar kan ändra strålformen med en knapptryckning och utan någon av de tidskrävande inställningar som krävs med andra metoder.
De kallar sin enhet en digital laser, eftersom strålen kan formas elektroniskt med en dator. Det är första gången en sådan maskin har byggts.
Resultaten är intressanta. Genom att sätta den digitala lasern i dess takt har de visat hur den kan producera alla typer av strålar med olika former.
Ansökningarna är många. Det kommer att göra olika typer av teknologier mycket enklare, såsom holografiska laserpincett och att kontrollera aberrationer i realtid. Imponerande grejer!
Ref: arxiv.org/abs/1301.4760 : Den digitala lasern