Terobosan Teknologi Laser Memungkinkan Aplikasi Lanjutan

Para peneliti dari Universitas Rochester dan Universitas California, Santa Barbara, telah mengembangkan sebuah laser kecil yang ukurannya bahkan lebih kecil dari koin uang logam satu sen. Laser ini mampu mengubah warna cahayanya dengan kecepatan luar biasa hingga sekitar 10 kuintiliun kali per detik. Kecepatan ini memungkinkan pengukuran yang sangat cepat dan akurat menggunakan teknologi laser. Laser chip ini dibuat menggunakan bahan sintetis bernama lithium niobate yang memanfaatkan efek Pockels, di mana medan listrik dapat mengubah cara cahaya dibelokkan. Karena itu, laser ini dapat dikendalikan secara elektrik untuk mengubah frekuensi dan warna cahayanya secara presisi dan sangat cepat. Salah satu aplikasi penting dari laser ini adalah pada LiDAR, teknologi pemetaan dan pendeteksian jarak yang sudah digunakan dalam kendaraan otonom. Dengan kemampuan tuning frekuensi yang cepat dan lebar, teknologi laser ini sangat cocok untuk versi LiDAR yang lebih maju yang disebut frequency-modulated continuous-wave LiDAR. Dalam sebuah demonstrasi, tim peneliti berhasil menggunakan laser chip ini membantu sistem LiDAR kecil untuk mengenali blok LEGO berbentuk huruf “U” dan “R”. Hal ini menunjukkan bahwa perangkat ini mampu memberi pengukuran jarak dan identifikasi objek secara akurat. Para peneliti percaya teknologi ini dapat dikembangkan untuk dipakai pada kecepatan tinggi seperti mengemudi di jalan tol. Selain itu, laser ini juga diuji untuk stabilisasi frekuensi laser menggunakan metode Pound-Drever-Hall yang biasanya memerlukan alat besar dan rumit. Dengan laser chip ini, semua fungsi tersebut bisa terintegrasi dalam satu chip kecil yang bisa diatur secara elektrik, membuka jalan bagi teknologi seperti jam optik yang sangat presisi dan berbagai aplikasi lainnya.

Styropyro, seorang YouTuber dan ahli kimia, berhasil membuat laser genggam dengan daya 250 watt. Laser ini jauh lebih kuat daripada laser pointer biasa yang hanya memiliki daya sekitar 0,005 watt saja. Proyek ini menunjukkan bagaimana teknologi dapat digunakan untuk membuat alat yang sangat berbahaya jika tidak hati-hati. Di Amerika Serikat, ada batas hukum yang menetapkan laser genggam tidak boleh melebihi 5 milliwatt demi keamanan terutama untuk mencegah cedera mata. Namun Styropyro sengaja menciptakan laser yang melanggar batas ini sebagai bagian dari eksperimen dan edukasi video di YouTube-nya. Untuk membuat laser ini, Styropyro menggunakan beberapa komponen laser biru berkualitas tinggi yang didapat dari peralatan bekas dan online. Ia juga menggunakan teknik khusus untuk menggabungkan sinar laser dari beberapa sumber menjadi satu sinar ultra kuat yang bisa membakar benda keras, seperti berlian. Saat melakukan pengujian, Styropyro sangat berhati-hati dengan menggunakan kacamata pelindung dan memilih lokasi yang aman agar tidak membahayakan dirinya dan orang lain. Ia bahkan menegaskan bahwa laser ini sangat berbahaya dan tidak bisa dianggap remeh karena risiko cidera mata yang sangat tinggi. Proyek ini bukan hanya untuk menunjukkan kekuatan laser, tapi juga sebagai cara untuk memberi edukasi tentang potensi dan risiko teknologi laser tingkat tinggi. Namun, diyakini bahwa penggunaan laser dengan daya semacam ini secara bebas tidak aman dan melanggar hukum di banyak tempat.

Ultra-high temperature ceramics adalah bahan yang dapat bertahan pada suhu sangat tinggi, lebih dari 2.000 derajat Celcius, dan sangat penting untuk digunakan di reaktor nuklir, pelindung panas pesawat ruang angkasa, dan kendaraan hipersonik. Namun, proses pembuatannya selama ini sangat lama dan membutuhkan banyak energi karena harus menggunakan tungku besar yang sangat panas. Para peneliti di North Carolina State University menemukan cara baru menggunakan laser untuk membuat keramik ini dari larutan polimer cair menjadi hafnium carbide (HfC), salah satu bahan dengan ketahanan panas terbaik. Mereka menggunakan laser berdaya 120 watt yang mengubah larutan tersebut langsung menjadi keramik dalam waktu singkat. Proses ini dilakukan dalam ruang hampa yang diisi argon, sehingga reaksinya bisa terjadi dengan cepat dan efisien. Laser mengubah larutan menjadi padatan dan langsung membentuk keramik tanpa perlu proses panjang, sehingga disebut proses satu langkah atau single-step sintering. Metode ini bisa diterapkan dengan dua cara, yaitu melapisi benda yang sudah ada kemudian dilaser atau dibuat secara 3D printing dengan laser yang mengikuti desain lapis demi lapis. Hasilnya, keramik menempel dengan sangat baik pada permukaan benda dan prosesnya lebih hemat bahan serta lebih ramah lingkungan. Metode laser ini juga lebih portabel daripada cara lama yang memakai tungku besar. Penemuan ini membuka peluang baru dalam pembuatan keramik super panas dengan cara lebih cepat, murah, dan presisi, terutama untuk aplikasi teknologi tinggi di masa depan.