מיקרו-לייזר גז בעל קוהרנטיות גבוהה במיוחד לניווט ולזיהוי מטרות
2.11.25
פרופ' טל כרמון
טכנולוגיות הלייזר הנפוצות כיום, המבוססות על מצב מוצק, סובלות מקוהרנטיות פנימית נמוכה הנובעת מבליעה של החומרים מהם הלייזר עשוי. כדי להתגבר על הפסדים אלה, נדרש צימוד של המקורות למהודים חיצוניים גדולים, מסורבלים ורגישים, המורכבים ממספר חלקים המקשים על יציבות המערכת. בנוסף, חומרי מצב מוצק נוטים להזדקן עם הזמן ולאבד מהספקם עקב היווצרות פגמים פנימיים. מחקר זה מציג גישה חלופית ופיתוח של מיקרו-לייזר פלאזמה הראשון מסוגו, המבוסס על מהוד סיליקה הנמצא בתוך סביבת פלאזמה.
הפיתוח מחליף את חומר המצב המוצק בפלאזמה של גז אציל. מכיוון שפלאזמה זו היא שקופה ואינה באה באינטראקציה כימית עם חומרים אחרים, המערכת מציגה קוהרנטיות טבעית גבוהה, תוחלת חיים ארוכה ללא בלאי, ופשטות מבנית של לזירה ללא מהוד חיצוני. שיפור ניכר זה בקוהרנטיות יאפשר דיוק רב יותר במדידות אופטיות וישדרג משמעותית את הביצועים של מערכות ביטחוניות ואזרחיות, כגון שיפור טווח של חיישני לידאר (LiDAR), זיהוי מטרות מתקדם ומדידת עבירות אטמוספרית.
הצוות תכנן וייצר בהצלחה מהודי סיליקה זעירים על שבב סיליקון, וכן בנה תא ואקום מודולרי מותאם ליצירת פלאזמה. בשלביו הבאים של המחקר, המהודים ישולבו לתוך תא הפלאזמה לצורך אפיון ספי הלזירה, רוחב הקו (linewidth), והיציבות הסביבתית שלהם. הניסויים יחלו בגז ארגון, ובהמשך יבוצע מעבר לשימוש בגזים כדוגמת נאון, המאפשרים לזירה בתחומים ספקטרליים שבהם האטמוספירה שקופה והם מוגדרים כבטוחים לעין האנושית.