Il primo laser digitale al mondo progettato e costruito in Africa

I laser sono una delle tecnologie emblematiche del mondo moderno. È probabile che la maggior parte dei lettori si trovi a meno di un metro di distanza da un laser di qualche tipo mentre leggono questo. I laser riempiono il nostro mondo.

In linea di principio, sono dispositivi semplici. Sono costituiti da una coppia di specchi, una fonte di energia, solitamente luce, e una cavità laser in cui la luce può rimbalzare avanti e indietro.

Il trucco consiste nel riempire la cavità del laser con un materiale noto come mezzo di guadagno che amplifica a una frequenza specifica quando stimolato dalla luce di un'altra frequenza. Quando questa luce amplificata viene diretta fuori dalla cavità, utilizzando un mezzo specchio, forma un fascio stretto di luce coerente di una singola frequenza specifica: un raggio laser.

Per molte applicazioni, la forma di questo raggio, ovvero il modo in cui l'intensità della luce varia attraverso il raggio, è importante.

I fisici attualmente cambiano la forma posizionando vari tipi di dispositivi per la sagomatura del raggio davanti al laser. Questi includono lenti, specchi e ologrammi digitali generati utilizzando modulatori spaziali di luce.

Ma poiché questi dispositivi sono essenzialmente imbullonati alla parte anteriore di un laser, richiedono tutti costose ottiche personalizzate che devono essere calibrate ogni volta che vengono cambiate.

Oggi, tuttavia, Sandile Ngcobo presso l'Università di KwaZulu-Natal in Sud Africa e pochi amici affermano di aver trovato un modo per aggirare questo problema. E hanno progettato e costruito un dispositivo per testare la loro idea.

La soluzione è semplice. Invece di mettere un modulatore di luce spaziale davanti al laser, ne hanno integrato uno nel dispositivo, dove funge da specchio a un'estremità della cavità. In questo modo, il modulatore di luce spaziale modella il raggio mentre viene amplificato.

Il risultato è che il raggio è già sagomato nel modo richiesto quando fuoriesce dalla cavità laser. Abbiamo dimostrato un nuovo laser digitale che consente di eseguire al volo la sagomatura arbitraria del raggio laser intracavità, affermano Ngcobo e co.

Il grande vantaggio di tutto ciò è che il modulatore di luce spaziale genera modelli elettronicamente. Ciò consente a questi ragazzi di modificare la forma del raggio con il semplice tocco di un pulsante e senza la configurazione dispendiosa in termini di tempo richiesta con altri metodi.

Chiamano il loro dispositivo un laser digitale, perché il raggio può essere modellato elettronicamente con un computer. È la prima volta che viene costruita una macchina del genere.

I risultati sono interessanti. Mettendo alla prova il laser digitale, hanno dimostrato come può produrre tutti i tipi di raggi con forme diverse.

Le applicazioni sono molte. Renderà i vari tipi di tecnologie molto più semplici, come le pinzette laser olografiche e il controllo delle aberrazioni in tempo reale. Roba impressionante!

Rif: arxiv.org/abs/1301.4760 : Il laser digitale

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