I fisici hanno imparato a controllare un raggio di luce con velocità e precisione da record

Un team internazionale di ricercatori guidati da fisici del Massachusetts Institute of Technology

L'istituto ha sviluppato una tecnologia per la formaturaraggio ottico ad alta velocità. Il dispositivo wireless focalizza il raggio in una determinata direzione e modifica gli ordini di grandezza dell'intensità della luce più velocemente rispetto alle tecnologie commerciali a cristalli liquidi o a microspecchi. Lo sviluppo è adatto a migliorare la qualità dei lidar e della scansione cerebrale ad alta precisione.

Nel loro lavoro, gli scienziati hanno ottimizzatomodulatore di luce spaziale (SLM). Questo è un dispositivo che manipola la luce controllando le proprietà della sua radiazione. Come una lavagna luminosa o lo schermo di un computer, il PMS converte il raggio di luce passante, focalizzandolo in una direzione o rifrangendolo in molti punti per formare un'immagine.

Schema del dispositivo. Immagine: Christopher L. Panuski et al., Nature Photonics

I fisici hanno utilizzato il display micro-LEDper il controllo SLM. I pixel del LED corrispondono ai cristalli fotonici sul chip di silicio, quindi l'accensione di un LED regola una microcavità separata. Quando il laser colpisce questa microcavità attivata, reagisce in modo diverso al laser a seconda della luce del LED. 

Gli sviluppatori notano che l'usoI LED per il controllo del dispositivo fanno sì che l'array non sia solo programmabile e riconfigurabile, ma anche completamente wireless. Inoltre, la tecnologia proposta è adatta per lo scale-up e la produzione di massa, aggiungono.

In una serie di esperimenti, i ricercatoriha dimostrato il controllo della luce con un PMS modernizzato. Il dispositivo ha dimostrato un controllo preciso della luce nello spazio e nel tempo, mentre il campo ottico con una "larghezza di banda spazio-temporale" totale era 10 volte maggiore di quello degli analoghi.

Gli sviluppatori affermano che l'installazione di un nuovo sistemail controllo della luce consentirà ai lidar, utilizzati, ad esempio, nei veicoli senza pilota, di visualizzare la scena un milione di volte più velocemente. Inoltre, possono velocizzare gli scanner cerebrali, che usano la luce per "vedere" attraverso i tessuti. E la modifica della velocità di scansione si tradurrà in un'immagine a risoluzione più elevata che non sarà influenzata dal rumore dinamico, concludono i ricercatori.

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