זה יהיה החלום של מדען פלנטרי להציץ דרך העיניים של עדשות רחוב רחוקות בזמן אמת, מסתכל סביב נוף זר כאילו היא באמת נמצאת על פני כדור הארץ, אך משדרי רדיו נוכחיים לא יכולים לטפל ברוחב הפס הדרוש להזנת וידאו לאורך כמה מיליוני מיילים. עם זאת, טכנולוגיה חדשה שנרשמה פטנט לאחרונה על ידי מדענים מאוניברסיטת רוצ'סטר, עשויה לאפשר יישומים כמו הזנת וידאו של מאדים, באמצעות לייזרים במקום טכנולוגיית רדיו. מרתקות מיוחדות בתוך זכוכית לייזר סיבים מסלקות כמעט פיזור מזיק, המהווה את המכשול העיקרי במסע אחר לייזרי סיבים חזקים.
? אנו משתמשים בלייזרים בכל דבר, החל מתקשורת וכלה בנשק מתקדם, אך כאשר אנו זקוקים ללייזר בעל עוצמה גבוהה, היינו צריכים ליפול על שיטות ישנות ולא יעילות ,? אומר גובינד אגרוואל, פרופסור לאופטיקה באוניברסיטת רוצ'סטר. "הוכחנו כעת דרך פשוטה להפליא לייזרי לייזרי סיבים בעלי עוצמה גבוהה, שיש להם פוטנציאל עצום.?
על ידי הסרת אחת מהמגבלות העיקריות של לייזרי סיבים ומגברי סיבים, Agrawal אפשרה להם להחליף לייזרים מסורתיים חזקים יותר, אך פחות יעילים ואיכותיים יותר. נכון לעכשיו, תעשיות משתמשות בלייזרים קריסטליים במצב מוצק עם פחמן דו חמצני לריתוך או חיתוך מתכת ועיבוד חלקים זעירים, אך סוגים אלה של לייזרים הם מגושמים וקשים לקירור. לעומת זאת, האלטרנטיבה החדשה ביותר, לייזרי סיבים, הם יעילים, קלים לקירור, קומפקטיות ומדויקות יותר. הבעיה עם לייזרי סיבים, לעומת זאת, היא שככל שההספק שלהם גדל, הסיבים עצמם מתחילים ליצור הפסקת כוח שמכבה את הלייזר ביעילות.
אגרוואל פעל בדרך למיגור ההתקפה שנגרמה כתוצאה ממצב שנקרא פיזור ברילואין מגורה. כאשר אור בעל עוצמה גבוהה מספיק נוסע בסיב, האור עצמו משנה את הרכב הסיב. גלי האור גורמים לאזורים של סיבי הזכוכית להיות צפופים פחות ופחות, כמו שזחל זוב נעה ומרחיב את גופו כשהוא נע. כאשר אור הלייזר עובר מאזור בעל צפיפות גבוהה לאזור בעל צפיפות נמוכה, הוא מפוזר באותה צורה שבה דימוי של קש מתכופף כשהוא עובר בין האוויר למים בכוס. ככל שעוצמת הלייזר גדלה, גדל הדיפרקציה עד שהוא משקף חלק גדול מאור הלייזר לאחור, לכיוון הלייזר עצמו, במקום כהלכה במורד הסיב.
בדיון עם, Hojoon Lee, פרופסור אורח מקוריאה, תהה אגראוואל אם סורגים שנחרטו בתוך הסיב עשויים לעזור לעצור את בעיית ההשתקפות. ניתן לתכנן את הסריגים כך שישמשו כמעין מראה דו כיוונית, ופועלים כמעט באותו אופן כמו הבעיה הראשונית, ומשקפים רק אור קדימה במקום אחורה. עם העיצוב החדש והפשוט, אור הלייזר מפטר את הסיב דרך הסורגים, וחלקו שוב יוצר את שינויי הצפיפות המשקפים חלק מהאור לאחור? אך הפעם סדרת הסיגים פשוט מקפיץ את ההשתקפות האחורית קדימה שוב. התוצאה נטו היא כי לייזר הסיבים יכול לספק wattages גבוה מאי פעם, להתמודד עם לייזרים קונבנציונליים ולהפוך יישומים אפשריים שלייזרים קונבנציונליים לא יכולים לבצע, כגון תקשורת לייזר ברוחב פס גבוה עם רובר פלנטרי במרחק של כמה מיליוני מיילים משם.
כאשר קרן לייזר עוברת בין כוכבי לכת, היא מתפשטת ומתנפצת כל כך עד שקרן ממאדים מגיעה אלינו, רוחבו יהיה גדול מ -500 מיילים, מה שמקשה להפליא על חילוץ המידע המקודד על הקורה. לייזר סיב, עם יכולתו לספק יותר כוח, יעזור בכך שהוא נותן לתחנות הקבלה אות אינטנסיבי יותר לעבוד איתו. בנוסף, אגראוול עובדת כעת עם נאס"א לפיתוח מערכת תקשורת לייזר שתתפשט פחות מלכתחילה. ? זו תקוותנו שבמקום שיהיה לנו קרן שמתפרשת על פני 500 מיילים, אולי נוכל להשיג אחת שרק מתפשטת קילומטר או יותר ,? אומר אגרוואל. ריכוז ההספק של הלייזר יקל עלינו לקבל אותות רוחב פס גבוה מכיוון רחוב רחוק.
אנשים רבים משתמשים בלייזרי סיבים כדי להחליף לייזרים קונבנציונליים, מהצבא ועד לייזר אומגה משלו של אוניברסיטת רוצ'סטר במעבדה לאנרגיית לייזר (LLE), שהוא הלייזר האולטרה סגול החזק ביותר בעולם. Agrawal תעבוד עם מדענים ב- LLE כדי ליישם את מערכת הגרידה החדשה במערכת לייזר הסיבים החדשה של אומגה.
המקור המקורי: מהדורת חדשות אוניברסיטת רוצ'סטר
