Dalam artikel ini, kita akan mengeksplorasi dunia lasers, teknologi cahaya yang telah mengalami evolusi sejak tahun 1960-an dan bagaimana cara kerjanya.
Cekricek.id - Lasers, bagi banyak orang, mungkin hanya dikenal sebagai alat untuk menghibur kucing atau memutar DVD. Namun, teknologi di baliknya jauh lebih kompleks dan menarik. Lasers adalah perangkat yang memfokuskan sinar cahaya dengan menyelaraskan gelombang dan frekuensinya.
Meski pertama kali dikembangkan pada tahun 1960-an untuk menguatkan gelombang mikro, teknologi laser modern kini mampu meningkatkan sinar cahaya di hampir seluruh spektrum elektromagnetik, kecuali gelombang gamma.
Nama "laser" sendiri merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Meskipun secara teknis menjelaskan bagaimana laser bekerja, sebenarnya laser saat ini tidak benar-benar menguatkan cahaya. Sebaliknya, mereka menggetarkan gelombang dalam sinar untuk menyusunnya dengan rapi.
Jadi, bagaimana laser melakukan semua ini? Inti dari laser adalah material yang memberikan dorongan energi pada bagian dari spektrum elektromagnetik saat melaluinya. Dorongan ini dikenal sebagai 'gain', yang dapat meningkatkan kekuatan cahaya.
Proses di balik amplifikasi ini disebut emisi terstimulasi. Atom dalam material diberi dorongan energi, mendorong elektron mereka ke keadaan terangsang. Ketika cahaya dipantulkan atau diteruskan melalui material yang terangsang ini, elektron menyerap dan kemudian memancarkan foton mereka sendiri.
Namun, dalam beberapa laser, mediumnya bukanlah material yang terdiri dari atom, melainkan sekumpulan elektron yang bergerak dengan cepat. Ketika terjebak di dalam rongga yang memantulkan cahaya, medium gain ini menguatkan jumlah cahaya yang melaluinya.
Namun, amplifikasi bukanlah satu-satunya hal yang membuat laser begitu istimewa. Fitur yang membuat laser menjadi alat hiburan kucing atau pemutar DVD adalah koherensi. Cahaya yang melewati medium gain memiliki warna yang sama persis. Setiap foton dalam sinar ini tidak hanya memiliki karakteristik yang sama, tetapi juga bergetar seiring dengan yang lainnya.
Lalu, laser apa yang paling kuat yang pernah dibuat? Laser paling kuat hingga saat ini dapat ditemukan di fasilitas Extreme Light Infrastructure di Rumania.
Laser di sana adalah beberapa yang paling intens di dunia, menghasilkan pulsa singkat dari foton, proton, neutron, dan neutrino dengan energi yang luar biasa. Sistem Laser Berkekuatan Tinggi mereka menggunakan medium gain berbasis safir yang dicampur dengan titanium, dirancang untuk menghasilkan pulsa laser hingga 10 petaWatt.
Sebagai konteks, watt adalah satu joule energi dalam satu detik. Sedangkan petaWatt adalah satu kuadriliun joule per detik. Meskipun pulsa tersebut berlangsung dalam 22 femtoseconds, itu tetap merupakan jumlah energi yang luar biasa dalam sekejap mata.
Namun, rekor ini mungkin tidak akan bertahan lama. Dengan teknologi yang sedang berkembang, Stasiun Cahaya Ekstrem di Tiongkok mungkin akan mengalahkannya dalam beberapa tahun mendatang dengan laser berkekuatan 100 petaWatt.
Dengan kemajuan teknologi laser, kita mungkin akan menyaksikan fenomena fisika yang belum pernah dilihat sebelumnya. Seperti yang selalu, sains terus berkembang dan membawa kita ke horizon baru pengetahuan.
