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Der weltweit erste digitale Laser, der in Afrika entwickelt und gebaut wurde
Laser sind eine der emblematischen Technologien der modernen Welt. Es besteht die Möglichkeit, dass die meisten Leser weniger als einen Meter von einem Laser entfernt sind, während sie dies lesen. Laser erfüllen unsere Welt.
Im Prinzip handelt es sich um einfache Geräte. Sie bestehen aus ein paar Spiegeln, einer Energiequelle, normalerweise Licht, und einem Laserhohlraum, in dem das Licht hin und her reflektiert werden kann.
Der Trick besteht darin, den Laserhohlraum mit einem als Verstärkungsmedium bekannten Material zu füllen, das bei einer bestimmten Frequenz verstärkt, wenn es durch Licht einer anderen Frequenz angeregt wird. Wenn dieses verstärkte Licht unter Verwendung eines Halbspiegels aus der Kavität gelenkt wird, bildet es einen schmalen Strahl kohärenten Lichts einer einzigen spezifischen Frequenz – einen Laserstrahl.
Für viele Anwendungen ist die Form dieses Strahls – die Art und Weise, wie die Lichtintensität über den Strahl variiert – wichtig.
Physiker verändern derzeit die Form, indem sie verschiedene Arten von Strahlformungsgeräten vor dem Laser platzieren. Dazu gehören Linsen, Spiegel und digitale Hologramme, die mit räumlichen Lichtmodulatoren erzeugt werden.
Da diese Geräte jedoch im Wesentlichen an der Vorderseite eines Lasers angeschraubt werden, erfordern sie alle teure Sonderoptiken, die bei jedem Wechsel kalibriert werden müssen.
Heute jedoch sagen Sandile Ngcobo von der University of KwaZulu-Natal in Südafrika und nur wenige Freunde, dass sie einen Ausweg gefunden haben. Und sie haben ein Gerät entworfen und gebaut, um ihre Idee zu testen.
Die Lösung ist einfach. Anstatt einen räumlichen Lichtmodulator vor den Laser zu stellen, haben sie einen in das Gerät eingebaut, wo er als Spiegel an einem Ende der Kavität fungiert. Auf diese Weise formt der räumliche Lichtmodulator den Strahl, während er verstärkt wird.
Das Ergebnis ist, dass der Strahl bereits beim Austritt aus der Laserkavität die gewünschte Form hat. Wir haben einen neuartigen digitalen Laser demonstriert, mit dem beliebige Intra-Cavity-Laserstrahlformung im laufenden Betrieb ausgeführt werden kann, sagen Ngcobo und Co.
Der große Vorteil dabei ist, dass der Spatial Light Modulator elektronisch Muster erzeugt. Dadurch können die Jungs die Strahlform auf Knopfdruck und ohne zeitaufwändiges Einrichten mit anderen Methoden ändern.
Sie nennen ihr Gerät einen digitalen Laser, weil der Strahl mit einem Computer elektronisch geformt werden kann. Das ist das erste Mal, dass eine solche Maschine gebaut wurde.
Die Ergebnisse sind interessant. Beim Testen des digitalen Lasers haben sie gezeigt, wie er alle Arten von Strahlen mit unterschiedlichen Formen erzeugen kann.
Die Anwendungen sind vielfältig. Es wird verschiedene Arten von Technologien viel einfacher machen, wie zum Beispiel holographische Laserpinzetten und die Kontrolle von Aberrationen in Echtzeit. Beeindruckende Sache!
Ref: arxiv.org/abs/1301.4760 : Der digitale Laser