أضواء على الأبحاث

ثلاثون في واحد: أشعة ليزر متفرقة تتحد لتكوِّن شعاعًا واحدًا

  • Published online:
شعاع ليزر واحد زهري اللون ينبعث من 30 مصدرًا منفردًا.

شعاع ليزر واحد زهري اللون ينبعث من 30 مصدرًا منفردًا.

Credit: SimplySci Animations

استطاع العلماء تطوير مصفوفة تتكوّن من 30 شعاعًا من أشعة الليزر، لتعمل كمصدر لضوء واحد. ويُعد هذا الإنجاز العلمي خطوة هامة على الطريق نحو تصميم مصادر ليزر واسعة النطاق، وعالية الطاقة على سطح رقائق مصغرة.

ومصادر ليزر الرقائق المصغرة هي أجهزة دقيقة، تدخل في إنتاج العديد من الأشياء، بدايةً من فأرة الحاسوب (الماوس)، وحتى الهواتف الخلوية. ورغم أن مصدر الليزر المفرد يطلق كمية ضئيلة من الطاقة، إلا أن مصفوفات الليزر عادةً ما تكون أعلى طاقةً من مصادر الليزر المفردة، لكن كان من الصعب إنتاج مصفوفة من المصادر المعتمدة على الرقائق، بشكل يسمح بإصدار أمواج ضوئية تتذبذب على نحو متوافق. ويعتبر هذا الضوء المتزامن (أو المُتماسك) من الخصائص الهامة لحزمة الليزر.

وقد نجح موردخاي سيجيف، من معهد إسرائيل للتكنولوجيا (التخنيون) في حيفا، وسيباستيان كليمبت، من جامعة فورتسبورج بألمانيا، وزملاؤهما، في ابتكار مصفوفة من مصادر الليزر القائمة على الرقائق، والتي تعمل كمصدر ضوء واحد مترابط ومتسق. وقد أنشأ العلماء منصة تعمل فيها مصادر الليزر المتعددة كمصدر واحد، واستخدموا مصادر ليزر أسطوانية الشكل، يبلغ حجم الواحد منها بضعة ميكرومترات، ترتكز بشكل عمودي، وتصدر الضوء من أعلى، وكأنها شموع موقَدة.

وجد الفريق أن الموجات الضوئية المتولدة عن المصفوفة ذات الثلاثين شعاعًا ليزريًا تملك الطول الموجي ذاته، وتتداخل فيما بينها؛ ما يدل على أنها جميعًا في حالة ترابط واتساق.

Nature 597, 597 (2021)