Physiker haben gelernt, einen Lichtstrahl mit Rekordgeschwindigkeit und Genauigkeit zu steuern

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Physikern des Massachusetts Institute of Technology

Das Institut hat eine Technologie zur Umformung entwickeltoptischer Hochgeschwindigkeitsstrahl. Das drahtlose Gerät fokussiert den Strahl in eine bestimmte Richtung und ändert die Lichtintensität um Größenordnungen schneller als kommerzielle Flüssigkristall- oder Mikrospiegeltechnologien. Die Entwicklung eignet sich zur Verbesserung der Qualität von Lidars und hochpräzisen Gehirnscans.

In ihrer Arbeit haben Wissenschaftler optimierträumlicher Lichtmodulator (SLM). Dies ist ein Gerät, das Licht manipuliert, indem es die Eigenschaften seiner Strahlung steuert. Wie ein Overhead-Projektor oder Computerbildschirm wandelt das PMS den vorbeilaufenden Lichtstrahl um, fokussiert ihn in eine Richtung oder bricht ihn an vielen Stellen zu einem Bild.

Gerätediagramm. Bild: Christopher L. Panuski et al., Nature Photonics

Physiker verwendeten Mikro-LED-Anzeigenzur SLM-Steuerung. Die LED-Pixel passen zu den photonischen Kristallen auf dem Siliziumchip, sodass beim Einschalten einer LED ein separater Mikrohohlraum eingestellt wird. Wenn der Laser auf diese aktivierte Mikrokavität trifft, reagiert er je nach Licht der LED unterschiedlich auf den Laser. 

Die Entwickler weisen darauf hin, dass die VerwendungLEDs zur Gerätesteuerung bedeutet, dass das Array nicht nur programmierbar und rekonfigurierbar, sondern auch vollständig drahtlos ist. Darüber hinaus sei die vorgeschlagene Technologie für Scale-up und Massenproduktion geeignet, fügen sie hinzu.

In einer Reihe von Experimenten, Forscherdemonstrierte Lichtsteuerung mit einem modernisierten PMS. Das Gerät demonstrierte eine präzise Kontrolle des Lichts in Raum und Zeit, während das optische Feld mit einer gesamten „räumlich-zeitlichen Bandbreite“ zehnmal größer war als das von Analoga.

Die Entwickler sagen, dass die Installation eines neuen SystemsLichtsteuerung wird Lidars, die zum Beispiel in unbemannten Fahrzeugen zum Einsatz kommen, eine millionenfach schnellere Darstellung der Szene ermöglichen. Darüber hinaus können sie Gehirnscanner beschleunigen, die Licht verwenden, um durch Gewebe zu „sehen“. Und eine Änderung der Scangeschwindigkeit führt zu einem Bild mit höherer Auflösung, das nicht durch dynamisches Rauschen beeinträchtigt wird, schlussfolgern die Forscher.

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