การค้นพบครั้งใหม่ที่จะเปลี่ยนโลกอีกครั้งในสายงานของ Nanophotonics และ Ultrafast Optics โดย Sandia National Laboratories Research ได้สาธิตความสามารถในการควบคุมทิศทางของแสงที่เป็น Light Pulse จากแหล่งกำเนิดแสงไม่อาพันธ์ (Incoherent Light Sources)
ทีมนักวิจัยได้พัฒนา Optical Hardware ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานต่ำและมีแหล่งกำเนิดแสงราคาถูกอย่าง LED หรือหลอดไฟฉายเพื่อทดแทนแสงเลเซอร์อันทรงพลัง ซึ่งการค้นพบใหม่นี้สามารถใช้ในเทคโนโลยีแห่งอนาคตอย่าง Hologram, Remote Sensing, ยานยนต์ขับขี่อัตโนมัติ และการสื่อสารความเร็วสูง
Incoherent light หรือแสงไม่อาพันธ์ถูกปล่อยออกมาจากแหล่งพลังงานทั่วไปหลากหลายรูปแบบ เช่น หลอดไฟแบบดั้งเดิมหรือหลอดไฟ LED แสงไม่อำพันธ์นั้นเกิดจากการที่โฟตอนถูกปล่อยออกมาจากความยาวคลื่นที่ต่างกันในรูปแบบสุ่ม ในขณะที่แสงที่เกิดขึ้นมาจากเลเซอร์จะไม่กระจายและแตกตัวออกเพราะโฟตอนมีความถี่และเฟสเดียวกัน ทำให้เลเซอร์นั้นเป็นแสงอำพันธ์
ทีมวิจัยจัดการกับแสงไม่อำพันธ์ด้วยการใช้วัสดุโครงสร้างประดิษฐ์ที่เรียกว่า Metasurface สร้างขึ้นมาจากเซมิคอนดักเตอร์ Building Block ขนาดจิ๋วเรียกว่า Meta-atoms ที่สามารถออกแบบให้สะท้อนแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่ง Metasurface นั้นมีแนวโน้มที่ดีในการสร้างอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมแสงในมุมต่าง ๆ ได้ดี แต่ยังมีความท้าทายบางส่วนเนื่องจากสามารถออกแบบให้ใช้ได้เฉพาะแหล่งที่มาแสงไม่อำพันธ์เท่านั้น
นักวิจัยได้ใช้ Metasurface ที่ถูกฝังไว้ด้วยแหล่งกำเนิดแสงขนาดเล็กเรียกว่า Quantum Dots ด้วยการควบคุม Optical Pulse ทำให้สามารถเปลี่ยนหรือปรับแต่งการสะท้อนแสงบนผิวและคุมทิศทางคลื่นแสดงที่ถูกปล่อยออกมาจาก Quantum Dots ในทิศทางที่แตกต่างกันได้มากกว่า 70 องศาในเวลาที่น้อยกว่า 1 ในพันล้านของวินาที
ที่มา:
newsreleases.sandi.gov
