Físicos aprenderam a controlar um feixe de luz com velocidade e precisão recordes

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Instituto desenvolveu uma tecnologia para formarfeixe óptico de alta velocidade. O dispositivo sem fio foca o feixe em uma determinada direção e altera a intensidade da luz várias ordens de magnitude mais rápido do que as tecnologias comerciais de cristal líquido ou microespelho. O desenvolvimento é adequado para melhorar a qualidade dos lidars e da varredura cerebral de alta precisão.

Em seu trabalho, os cientistas otimizarammodulador de luz espacial (SLM). Este é um dispositivo que manipula a luz controlando as propriedades de sua radiação. Como um retroprojetor ou tela de computador, o PMS converte o feixe de luz que passa, focalizando-o em uma direção ou refratando-o em vários lugares para formar uma imagem.

Diagrama do dispositivo. Imagem: Christopher L. Panuski et al., Nature Photonics

Físicos usaram display micro-LEDpara controle SLM. Os pixels do LED correspondem aos cristais fotônicos no chip de silício, portanto, ligar um LED sintoniza uma microcavidade separada. Quando o laser atinge esta microcavidade ativada, ele reage de maneira diferente ao laser dependendo da luz do LED.

Os desenvolvedores observam que o usoLEDs para controle de dispositivos significam que o array não é apenas programável e reconfigurável, mas também completamente sem fio. Além disso, a tecnologia proposta é adequada para escalabilidade e produção em massa, acrescentam.

Em uma série de experimentos, os pesquisadorescontrole de luz demonstrado com um PMS modernizado. O dispositivo demonstrou controle preciso da luz no espaço e no tempo, enquanto o campo óptico com uma "largura de banda espaço-temporal" total foi 10 vezes maior que o dos análogos.

Os desenvolvedores dizem que a instalação de um novo sistemao controle de luz permitirá que os lidars, usados, por exemplo, em veículos não tripulados, exibam a cena um milhão de vezes mais rápido. Além disso, eles podem acelerar os scanners cerebrais, que usam a luz para "ver" através do tecido. E alterar a velocidade de varredura resultará em uma imagem de maior resolução que não será afetada pelo ruído dinâmico, concluem os pesquisadores.

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