12 juni 2020
‘Supercontinuum’: stap voor stap naar een brede waaier van kleuren
Een brede ‘waaier' van kleuren, een supercontinuum, maken uit een smalle laserbundel, is aantrekkelijk voor bijvoorbeeld het herkennen van objecten door een autonoom rijdende auto, in het LIDAR-systeem. De meeste technieken hebben te maken met hindernissen. Simpelweg het vermogen van de laser opschroeven werkt dan niet. Onderzoekers van de Universiteit Twente (MESA+) presenteren nu een beter alternatief; door steeds even ‘in te houden' krijgt de laser de kans zijn piekvermogen te herstellen en wordt toch de bandbreedte groter.
Door het laserlicht door twee typen materialen te sturen (de rode en gele rechthoekjes), wordt afwisselend de bandbreedte en de pulstijd beïnvloed. Op deze manier kan de laser steeds herstellen en zijn piekvermogen afgeven.
Publicatie hierover in de nieuwste ‘Laser & Photonics Reviews’.
Bij een laserbundel denken we aan een sterk geconcentreerde bundel, veel mensen een laser associëren met rood licht. Kunnen we van die bundel een continue hoeveelheid kleuren maken? Dat is het gebied van de niet-lineaire materialen. Het lijkt tegenstrijdig, alsof je de ‘scherpte’ van de laser weer teniet wil doen. Maar de beschikbaarheid van al die kleuren, met dezelfde intensiteit, heeft grote voordelen. In de medische wereld kunnen bijvoorbeeld bestanddelen in een biologisch of medisch preparaat (‘soft X-Ray’) in beeld worden gebracht. In de LIDAR systemen (laser imaging detection and ranging), de techniek in onder meer autonoom rijdende auto’s, kunnen obstakels, ver weg en dichterbij worden ontdekt.
Stagnatie
De beperking ligt tot nu toe in het benodigde laservermogen. En daar hebben de UT-onderzoekers iets op gevonden: zij boeken goede resultaten met minder laservermogen én zij kunnen werken met minder exotische materialen. Het probleem is vaak dat de prestaties op een gegeven moment stagneren. De laserpuls ‘duurt langer’, waardoor het vermogen inzakt en het verder verbreden van de bandbreedte stagneert. De remedie lijkt simpel: botweg meer vermogen erin pompen. Maar dat kan leiden tot beschadiging van het materiaal of zelfs het opblazen van een optische lichtgeleider.
Twee materialen
De UT-onderzoekers sturen de laserbundel daarom afwisselend door twee materialen: het eerste zal het aantal kleuren verbreden, het tweede houdt even een pas op de plaats om te voorkomen dat het vermogen inzakt. Zo krijgen de onderzoekers een supercontinuum zonder dat effectief isDoor afwisselend gas te geven en even in te houden, krijgen de onderzoekers zo een supercontinuum dat stabiel is en efficient.
