Sumber Artikel: Pengamatan Industri Laser Disusun dari Internet Laser femtosecond adalah perangkat pembangkit "ultra-short pulse light" yang memancarkan cahaya untuk waktu ultra-pendek hanya sekitar satu triliun detik. FEI adalah singkatan dari awalan Femto dalam sistem unit internasional, dan 1 femtosecond = 1 × 10^-15 detik. Lampu pulsa yang disebut hanya memancarkan cahaya hanya untuk sesaat. Waktu emisi cahaya dari flash kamera adalah sekitar 1 mikrodetik, sehingga lampu pulsa ultra-pendek femtosecond hanya memiliki sekitar satu persimal waktunya untuk memancarkan cahaya. Seperti yang kita semua tahu, kecepatan cahaya terbang dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik (mengelilingi Bumi tujuh setengah kali dalam satu detik). Namun, dalam satu femtosecond, cahaya hanya memajukan 0,3 mikron.
Biasanya, kami menggunakan fotografi flash untuk menangkap keadaan objek yang bergerak secara instan. Demikian pula, jika Anda menggunakan laser femtosecond untuk berkedip, dimungkinkan untuk melihat setiap fragmen reaksi kimia yang terjadi pada kecepatan kekerasan. Untuk melakukan ini, laser femtosecond dapat digunakan untuk mempelajari misteri reaksi kimia.
Reaksi kimia umum berlanjut setelah melewati keadaan menengah dengan energi tinggi, yang disebut "keadaan teraktivasi". Keberadaan keadaan yang diaktifkan secara teoritis diprediksi oleh ahli kimia Arrhenius pada awal 1889, tetapi karena ada untuk saat yang sangat singkat, itu tidak dapat diamati secara langsung. Tetapi keberadaannya secara langsung ditunjukkan pada akhir 1980 -an oleh laser femtosecond, contoh menggunakan laser femtosecond untuk menunjukkan reaksi kimia. Sebagai contoh, molekul siklopentanon terurai menjadi karbon monoksida dan 2 molekul etilen dalam keadaan teraktivasi.
Saat ini, laser femtosecond juga digunakan dalam berbagai bidang seperti fisika, kimia, ilmu kehidupan, kedokteran, dan teknik. Secara khusus, kombinasi cahaya dan elektronik diharapkan untuk membuka berbagai kemungkinan baru di bidang komunikasi, komputer, dan energi. Ini karena intensitas cahaya dapat mengirimkan sejumlah besar informasi dari satu tempat ke tempat lain tanpa kerugian, membuat komunikasi optik lebih cepat. Di bidang fisika nuklir, laser femtosecond telah membuat dampak besar. Karena cahaya berdenyut memiliki medan listrik yang sangat kuat, dimungkinkan untuk mempercepat elektron untuk mendekati kecepatan cahaya dalam 1 femtosecond, sehingga dapat digunakan sebagai "akselerator" untuk mempercepat elektron.
Aplikasi dalam kedokteran Seperti disebutkan di atas, di dunia dalam femtoseconds, bahkan cahaya beku dan tidak dapat bergerak sangat jauh, tetapi bahkan pada skala waktu ini, atom dan molekul dalam materi dan elektron di dalam chip komputer masih bergerak di dalam sirkuit. Jika Anda menggunakan pulsa femtosecond, Anda dapat menghentikannya secara instan dan mempelajari apa yang terjadi. Selain berkedip untuk menghentikan waktu, laser femtosecond juga dapat mengebor lubang mikro dalam logam dengan diameter sekecil 200 nanometer (dua sepuluh ribu milimeter). Ini berarti bahwa lampu pulsa ultra-pendek yang dikompresi dan dikunci di dalam dalam waktu singkat mencapai efek luar biasa dari output ultra-tinggi tanpa menyebabkan kerusakan tambahan pada lingkungan. Selain itu, cahaya berdenyut laser femtosecond dapat menangkap gambar tiga dimensi objek dengan detail yang sangat halus. Fotografi gambar stereoskopis sangat berguna dalam diagnosis medis, sehingga membuka bidang penelitian baru yang disebut tomografi gangguan optik. Ini adalah citra tiga dimensi dari jaringan hidup dan sel-sel hidup yang ditangkap menggunakan laser femtosecond. Misalnya, denyut nadi cahaya yang sangat pendek diarahkan pada kulit. Cahaya pulsa dipantulkan pada permukaan kulit, dan bagian dari cahaya pulsa dipancarkan ke dalam kulit. Bagian dalam kulit terdiri dari banyak lapisan. Cahaya denyut nadi yang memasuki kulit dipantulkan ke belakang sebagai cahaya pulsa kecil. Dari gema berbagai lampu pulsa ini dalam cahaya yang dipantulkan, struktur internal kulit dapat diketahui.
Selain itu, teknologi ini memiliki kepraktisan besar dalam kedokteran mata, mampu menangkap gambar tiga dimensi retina jauh di dalam mata. Ini memungkinkan dokter untuk mendiagnosis masalah dengan jaringan mereka. Pemeriksaan semacam ini tidak terbatas pada mata. Jika laser dikirim ke dalam tubuh menggunakan serat optik, ia dapat memeriksa semua jaringan berbagai organ dalam tubuh. Di masa depan, bahkan mungkin untuk mendeteksi apakah itu telah berubah menjadi kanker.
Menyadari jam ultra-presisi Para ilmuwan percaya bahwa jika cahaya yang terlihat digunakan untuk membuat jam laser femtosecond, itu akan dapat mengukur waktu lebih tepat daripada jam atom, dan akan berfungsi sebagai jam paling akurat di dunia dalam beberapa tahun ke depan. Jika jam akurat, itu juga sangat meningkatkan keakuratan GPS (sistem penentuan posisi global) yang digunakan untuk navigasi mobil.
Mengapa cahaya yang terlihat dapat membuat jam yang akurat? Semua jam dan jam tangan sangat diperlukan untuk pergerakan pendulum dan roda gigi. Melalui ayunan pendulum dengan frekuensi getaran yang tepat, roda gigi berputar selama detik, dan jam yang akurat tidak terkecuali. Oleh karena itu, untuk membuat jam yang lebih akurat, perlu menggunakan pendulum dengan frekuensi getaran yang lebih tinggi. Jam kuarsa (jam yang menggunakan osilasi kristal daripada pendulum) lebih akurat daripada jam pendulum karena resonator kuarsa berosilasi lebih banyak kali per detik.
Jam atom cesium yang saat ini digunakan sebagai standar waktu memiliki frekuensi osilasi sekitar 9,2 gigahertz (awalan unit internasional Gigahertz, 1 gigahertz = 10^9). Jam atom menggunakan frekuensi osilasi alami atom cesium dan menggantikan pendulum dengan gelombang mikro yang frekuensi osilasinya konsisten. Akurasinya hanya satu detik dalam puluhan juta tahun. Sebaliknya, cahaya yang terlihat memiliki frekuensi osilasi yang 100.000 hingga 1.000.000 kali lebih tinggi dari frekuensi osilasi gelombang mikro. Artinya, energi cahaya yang terlihat dapat digunakan untuk membuat jam presisi yang jutaan kali lebih akurat daripada jam atom. Jam paling akurat di dunia yang menggunakan cahaya tampak kini telah berhasil dibangun di laboratorium.
Teori relativitas Einstein dapat diverifikasi dengan bantuan jam yang tepat ini. Kami menempatkan satu jam yang akurat di laboratorium dan yang lainnya di kantor di lantai bawah, dan mempertimbangkan situasi yang mungkin. Setelah satu atau dua jam, hasilnya seperti yang diprediksi oleh teori relativitas Einstein. Karena keduanya ada "medan gravitasi" yang berbeda di antara lantai, sehingga kedua jam tidak lagi menunjuk ke waktu yang bersamaan, dan jam di lantai bawah berjalan lebih lambat daripada jam di lantai atas. Jika jam yang lebih akurat digunakan, bahkan mungkin jam tangan yang dikenakan di pergelangan tangan dan pergelangan kaki akan menceritakan waktu yang berbeda hari itu. Kami dapat dengan mudah mengalami pesona relativitas dengan bantuan jam yang akurat.
Teknologi Perlambatan Kecepatan Cahaya Pada tahun 1999, Profesor Rainer Howe dari Universitas Hubbard di Amerika Serikat berhasil memperlambat cahaya menjadi 17 meter per detik, kecepatan yang dapat dikejar oleh mobil, dan kemudian berhasil memperlambat cahaya ke kecepatan yang bahkan dapat ditangkap oleh sepeda. Eksperimen ini melibatkan penelitian paling mutakhir dalam fisika. Artikel ini hanya memperkenalkan dua kunci keberhasilan percobaan. Salah satunya adalah membangun "awan" atom natrium suhu yang sangat rendah yang dekat dengan nol absolut (-273,15 ° C), keadaan gas khusus yang disebut kondensat Bose-Einstein. Yang lainnya adalah laser yang menyesuaikan frekuensi getaran (laser kontrol), dan menggunakannya untuk menerangi awan atom natrium, dan sesuatu yang luar biasa terjadi.
Para ilmuwan pertama -tama menggunakan laser kontrol untuk mengompres cahaya pulsa di awan atom dan memperlambatnya dengan sangat. Kemudian mereka mematikan laser kontrol dan cahaya pulsa menghilang. Informasi yang dibawa pada lampu pulsa disimpan di awan atom. . Kemudian diiradiasi dengan laser terkontrol, dan cahaya pulsa dipulihkan dan berjalan keluar dari awan atom. Akibatnya, denyut nadi terkompresi yang semula diperluas lagi dan kecepatannya dipulihkan. Seluruh proses memasukkan informasi cahaya berdenyut ke dalam cloud atom sangat mirip dengan membaca, menyimpan, dan mengatur ulang di komputer. Oleh karena itu, teknologi ini dapat membantu mewujudkan realisasi komputer kuantum.
Dari dunia "femtosecond" hingga "attosecond" Femtoseconds berada di luar imajinasi kita. Sekarang kita sedang berkelana ke dunia attoseconds, yang lebih pendek dari femtoseconds. AH adalah singkatan dari awalan "Atto" dari sistem unit internasional. 1 attosecond = 1 × 10^-18 detik = seperseribu dari femtosecond. Pulsa attosecond tidak dapat dibuat dengan cahaya tampak karena memperpendek pulsa membutuhkan penggunaan cahaya panjang gelombang yang lebih pendek. Misalnya, jika Anda ingin membuat pulsa menggunakan cahaya tampak merah, tidak mungkin untuk membuat denyut nadi lebih pendek dari panjang gelombang itu. Lampu yang terlihat memiliki batas sekitar 2 femtoseconds, sehingga pulsa attosecond menggunakan sinar-X atau sinar gamma dengan panjang gelombang yang lebih pendek. Tidak jelas apa yang akan ditemukan di masa depan menggunakan pulsa sinar-X Attosecond. Misalnya, menggunakan flash attosecond untuk memvisualisasikan biomolekul memungkinkan kita untuk mengamati aktivitas mereka pada skala waktu yang sangat singkat dan mungkin mengidentifikasi struktur biomolekul.
