Ilmuwan Rusia Temukan Cara Baru Buat Radar Laser Super Kuat untuk Drone

MOSKOW - Drone transportasi sejauh ini mengandalkan laser Light Detection and Ranging (LiDARS) dengan mengukur denyut yang memantul kembali dari permukaan bumi untuk mengukur jarak.

Penelitian baru telah digambarkan sebagai cara meningkatkan kekuatan radiasi tersebut.

Satu metode untuk menghasilkan radiasi laser berkekuatan tinggi yang diperlukan untuk pengembangan drone transportasi telah ditemukan para ilmuwan Rusia di Ioffe Physical-Technical Institute of the Russian Academy of Sciences, St Petersburg.

Drone transportasi yang telah dibuat baru-baru ini hanya dapat bekerja dengan menggunakan laser LiDARS (Light Detection And Ranging).



Akibatnya, laser ini mengumpulkan data tentang permukaan dengan mengukur waktu "pantulan kembali" sinar laser yang dipantulkan ke penerima.

Kesulitan utama dalam penggunaan LiDARS adalah untuk "melihat" objek yang berjarak ratusan meter dalam cuaca dan kondisi apa pun, diperlukan daya yang besar agar laser cukup terang saat beroperasi pada kecepatan nanodetik.

Saat ini, laser serat dan solid-state digunakan di LiDARS tetapi karena membutuhkan tahap "pemompaan" tambahan (untuk mentransfer energi dari sumber eksternal ke laser), keduanya tidak efisien.

Ilmuwan institut itu berhasil menyingkirkan "tahap tambahan dalam rantai konversi energi untuk sumber daya menjadi energi untuk radiasi laser," menurut Sergei Slipchenko, peneliti senior di Laboratorium Dioda Laser Semikonduktor Institut Ioffe.

Menurutnya, mereka telah "mengusulkan alternatif".

"Kami melakukan perhitungan ke dalam proses interaksi antara daya saat ini dan sumber cahaya dalam struktur hetero (seperti yang ditanam pada substrat, terdiri dari lapisan berbagai bahan) dan kristal laser semikonduktor daya tinggi. Berdasarkan ini, desain baru dari struktur hetero semikonduktor dan desain kristal laser dihasilkan untuk implementasi eksperimental selanjutnya," ujar Slipchenko.

Lapisan heterostruktur baru yang dioptimalkan, terdiri dari komposisi yang berbeda, menghasilkan kehilangan energi yang minimal.

Selain itu, para ilmuwan telah berhasil menciptakan teknologi yang disebut epitaksi selektif (sejenis pertumbuhan kristal) untuk laser berdaya tinggi, ketika struktur hetero dapat ditumbuhkan pada substrat yang disiapkan secara khusus.

Sebagai hasil dari penelitian terobosan, efisiensi laser semikonduktor daya tinggi melebihi 70%, yang merupakan dua kali lipat efisiensi laser solid-state dan fiber.

Tim peneliti juga berhasil mendapatkan pulsa laser dengan durasi 100 nanodetik dan dengan daya puncak lebih dari 1 kilowatt dari permukaan berukuran fraksi sentimeter persegi.

Nikita Pikhtin, profesor di Departemen Photonics di LETI dan kepala Pusat Fisika Struktur Nano Institut Ioffe, menjelaskan dalam laser berdaya tinggi, ukuran elemen dan daerah pancaran harus lebih besar, sehingga dapat mengubah jumlah energi yang lebih besar menjadi cahaya.

Tahap penelitian selanjutnya, yang dilakukan dengan dukungan finansial dari Yayasan Sains Rusia, adalah meningkatkan kecerahan spektral laser.