BAGIKAN
Gelombang broadband menyinari objek, yang memantulkan cahaya hijau pada contoh yang ditampilkan, membuat objek dapat dideteksi oleh pengamat yang memantau gelombang. Jubah Gaib spektral mengubah warna yang diblokir (hijau) menjadi warna lain dari spektrum gelombang. Gelombang merambat tidak berubah melalui objek, tanpa 'melihat warnanya' dan jubah kemudian membalikkan transformasi sebelumnya, membuat objek tidak terlihat oleh pengamat. [Credit: Luis Romero Cortés and José Azaña, Institut National de la Recherche Scientifique]

Pendekatan baru untuk penyamaran tembus pandang dapat digunakan untuk mengamankan transmisi data dan penginderaan jauh, telekomunikasi dan aplikasi lainnya.

Para peneliti dan insinyur telah lama mencari cara untuk menyembunyikan objek dengan memanipulasi bagaimana cahaya berinteraksi dengan mereka. Sebuah studi baru menawarkan demonstrasi pertama dari penyamaran tembus pandang berdasarkan manipulasi frekuensi (warna) gelombang cahaya ketika mereka melewati sebuah objek, sebuah pendekatan fundamental baru yang mengatasi kritis kekurangan teknologi cloacking / penyembunyian yang ada.

Pendekatan ini bisa berlaku untuk mengamankan data yang dikirimkan melalui jalur fiber optik dan juga membantu meningkatkan teknologi untuk penginderaan, telekomunikasi dan pengolahan informasi, para peneliti mengatakan. Konsepnya, secara teoritis, dapat diperluas untuk membuat objek 3D tidak terlihat dari segala arah; langkah signifikan dalam pengembangan teknologi praktis penyembunyian tembus pandang.

Kebanyakan perangkat cloaking saat ini dapat sepenuhnya menyembunyikan objek yang diminati hanya ketika objek diterangi oleh hanya satu warna cahaya. Namun, sinar matahari dan sebagian besar sumber cahaya lainnya merupakan broadband, yang berarti terdiri dari berbagai macam warna.

Perangkat baru, yang disebut jubah tembus pandang spektral, dirancang untuk benar-benar menyembunyikan objek sesuka hati di bawah cahaya broadband.

Jubah spektral beroperasi dengan mengalihkan secara selektif energi dari warna-warna tertentu dari gelombang cahaya ke warna lain. Setelah gelombang melewati objek, perangkat mengembalikan cahaya ke kondisi semula. Para peneliti menunjukkan pendekatan baru dalam Optica, jurnal The Optical Society untuk penelitian yang berdampak tinggi.

“Pekerjaan kami merupakan terobosan dalam upaya mencari penyamaran tembus pandang,” kata José Azaña, Institut Riset Ilmiah Nasional (INRS), Montréal, Kanada. “Kami telah membuat target objek yang sepenuhnya tidak terlihat oleh observasi di bawah pencahayaan broadband realistis dengan menyebarkan gelombang iluminasi melalui objek tanpa distorsi yang dapat dideteksi, persis seolah-olah objek dan selubung tidak ada.”

Saat melihat sebuah objek, apa yang sebenarnya Anda lihat adalah cara objek memodifikasi energi dari gelombang cahaya yang berinteraksi dengannya.

Sebagian besar solusi untuk penyamaran tembus pandang melibatkan pengubahan jalur yang diikuti cahaya sehingga gelombang menyebar di sekitar, bukan melalui, sebuah objek. Pendekatan lain, yang disebut “penyembunyian sementara,” mengutak-atik kecepatan propagasi cahaya sedemikian rupa sehingga objek itu sementara disembunyikan saat melewati pancaran cahaya selama jangka waktu yang ditentukan.

Dalam kedua pendekatan, warna yang berbeda dari gelombang cahaya yang masuk harus mengikuti jalur yang berbeda ketika mereka melakukan perjalanan melalui perangkat cloaking, sehingga mengambil jumlah waktu yang berbeda untuk mencapai tujuan mereka. Perubahan profil temporal gelombang ini dapat membuat jelas bagi pengamat bahwa sesuatu tidak seperti seharusnya.

“Solusi cloaking konvensional bergantung pada mengubah jalur penyebaran dari iluminasi di sekitar objek yang akan disembunyikan; Dengan cara ini, warna-warna yang berbeda membutuhkan waktu yang berbeda untuk melintasi jubah tersebut, menghasilkan distorsi yang mudah dideteksi yang memberikan keberadaan jubah itu,” kata Luis Romero Cortés, Institut Riset Ilmiah Nasional (INRS).

“Solusi yang kami usulkan menghindari masalah ini dengan membiarkan gelombang merambat melalui objek target, daripada di sekitarnya, sambil tetap menghindari interaksi antara gelombang dan objek.”

Azaña dan timnya menyelesaikannya dengan mengembangkan metode untuk mengatur ulang warna yang berbeda dari cahaya broadband sehingga gelombang cahaya merambat melalui objek tanpa benar-benar “melihat” itu.

Untuk melakukan ini, perangkat cloaking pertama-tama menggeser warna ke arah daerah spektrum yang tidak akan terpengaruh oleh penyebaran melalui objek. Misalnya, jika objek memantulkan cahaya hijau, maka cahaya di spektrum bagian hijau mungkin akan bergeser ke biru sehingga tidak akan ada cahaya hijau untuk memantulkannya.

Kemudian, setelah gelombang telah menghilangkan objek, perangkat cloaking membalikkan pergeseran, merekonstruksi gelombang dalam keadaan semula.

Tim tersebut mendemonstrasikan pendekatan mereka dengan menyembunyikan filter optik, yang merupakan perangkat yang menyerap cahaya dalam rangkaian warna yang ditentukan sementara memungkinkan warna cahaya lain untuk dilewati, yang diterangi dengan pulsa pendek sinar laser.

Perangkat cloaking dibangun dari dua pasang dua komponen elektro-optik yang tersedia secara komersial. Komponen pertama adalah serat optik dispersif, yang memaksa warna yang berbeda dari gelombang broadband untuk melakukan perjalanan pada kecepatan yang berbeda. Yang kedua adalah modulator fase sementara, yang memodifikasi frekuensi optik cahaya tergantung pada kapan gelombang melewati perangkat. Sepasang komponen ini ditempatkan di depan filter optik sementara pasangan lainnya ditempatkan di belakangnya.

Percobaan mengkonfirmasi bahwa perangkat mampu mengubah gelombang cahaya dalam rentang frekuensi yang akan diserap oleh filter optik, kemudian membalik proses sepenuhnya disebabkan gelombang cahaya yang keluar dari filter di sisi lain, membuatnya tampak seolah-olah pulsa laser telah menyebar melalui medium yang tidak menyerap.

Sementara desain baru akan membutuhkan pengembangan lebih lanjut sebelum dapat diterjemahkan ke dalam jubah tembus pandang ala Harry Potter, yang bisa dipakai, perangkat cloaking spektral yang ditunjukkan dapat berguna untuk berbagai tujuan keamanan.

Sebagai contoh, sistem telekomunikasi saat ini menggunakan gelombang broadband sebagai sinyal data untuk mentransfer dan memproses informasi. Spektral cloacking dapat digunakan untuk menentukan secara selektif operasi mana yang diterapkan pada gelombang cahaya dan yang “dibuat tidak terlihat” pada periode waktu tertentu. Hal ini dapat mencegah penguping mengumpulkan informasi dengan memeriksa jaringan serat optik dengan cahaya broadband.

Konsep keseluruhan redistribusi energi spektral yang dapat diubah dan dapat ditentukan oleh pengguna juga dapat menemukan aplikasi di luar penyelewengan invisibilitas. Sebagai contoh, menghapus secara selektif dan kemudian mengembalikan warna dalam gelombang broadband yang digunakan sebagai sinyal data telekomunikasi dapat memungkinkan lebih banyak data untuk ditransmisikan melalui tautan yang diberikan, membantu meringankan logjam karena tuntutan data terus tumbuh.

Atau, teknik ini dapat digunakan untuk meminimalkan beberapa masalah utama dalam sambungan telekomunikasi broadband saat ini, misalnya dengan mengatur kembali spektrum energi sinyal agar kurang rentan terhadap penyebaran, fenomena nonlinier dan efek yang tidak diinginkan lainnya yang mengganggu sinyal data.

Sementara para peneliti menunjukkan spektral cloaking ketika objek itu diterangi dari hanya satu arah spasial, Azaña mengatakan itu harus mungkin untuk memperluas konsep untuk membuat objek tak terlihat di bawah iluminasi dari segala arah.

Tim berencana untuk melanjutkan penelitian mereka menuju tujuan ini. Sementara itu, tim ini juga bekerja untuk memajukan aplikasi praktis untuk penyembunyian spektral satu arah dalam sistem gelombang satu dimensi, seperti untuk aplikasi berbasis serat optik.

VIAaum
SUMBEROptical Society of America
BAGIKAN