Fisikawan di Austria dan Israel mengatakan bahwa mereka telah mengembangkan "anti-laser", atau "penyerap sempurna yang koheren", yang dapat memungkinkan bahan apa pun untuk menyerap semua cahaya dari berbagai sudut. Perangkat, yang berbasis di sekitar satu set cermin dan lensa, menjebak cahaya yang masuk ke dalam rongga dan memaksanya untuk bersirkulasi sehingga mengenai media penyerap berulang kali, hingga benar-benar terserap. Ini memiliki potensi untuk meningkatkan berbagai pemanenan cahaya, pengiriman energi, kontrol cahaya, dan teknik pencitraan.
Penyerapan cahaya penting dalam banyak proses alam, mulai dari penglihatan hingga fotosintesis, serta dalam aplikasi fisika dan teknik seperti panel surya dan fotodetektor. Teknik untuk meningkatkan penyerapan cahaya untuk meningkatkan efisiensi dan sensitivitas teknologi berbasis cahaya sangat dicari, tetapi ini bisa menjadi tantangan.
Stefan Rotter, seorang fisikawan teoretis di TU Vienna, menjelaskan bahwa mudah untuk menjebak dan menyerap cahaya dengan benda padat yang besar, seperti jumper wol hitam tebal, misalnya. Tetapi sebagian besar aplikasi teknis menggunakan lapisan material yang tipis. Sementara bahan tipis ini menyerap sebagian cahaya, sebagian besar cahaya melewatinya.
Salah satu alasan mengapa burung hantu dan hewan nokturnal lainnya memiliki penglihatan malam yang baik adalah karena mereka memiliki lapisan jaringan reflektif, yang disebut tapetum lucidum, di belakang retina mereka. Setiap cahaya yang melewati retina tipis tanpa diserap akan dipantulkan kembali dan memiliki kesempatan kedua untuk ditangkap. Untuk meningkatkan sistem seperti itu lebih jauh, Anda dapat menambahkan permukaan reflektif lain di depan retina. Cahaya kemudian akan memantul bolak-balik di antara dua cermin, melewati permukaan penyerap cahaya beberapa kali. Tapi itu tidak sesederhana itu.
Agar perangkat semacam itu berfungsi, cermin depan tidak dapat memantulkan cahaya dengan sempurna. Itu harus sebagian transparan agar cahaya bisa masuk ke sistem di tempat pertama. Tapi kemudian saat cahaya memantul di antara dua cermin, sebagian darinya akan hilang melalui cermin yang sebagian transparan. Ketika peneliti mencoba mereplikasi pengaturan seperti itu, mereka menemukan bahwa mereka hanya bekerja untuk pola cahaya tertentu. Sementara mode cahaya tertentu terperangkap, berulang kali mengenai permukaan penyerap, cahaya lain, misalnya memasuki perangkat pada sudut datang yang berbeda atau memiliki panjang gelombang yang berbeda, lolos.
Sekarang Rotter dan rekan-rekannya, juga dari Universitas Ibrani Yerusalem, telah menunjukkan bahwa perangkap cahaya yang jauh lebih efisien dapat dibuat jika dua lensa ditempatkan di antara dua cermin.
Lensa dirancang untuk memandu cahaya sehingga selalu mengenai tempat yang sama di cermin. Efek interferensi yang diciptakan ini mencegah cahaya keluar melalui kaca depan yang sebagian transparan. Sebaliknya, itu menjadi terperangkap dalam sistem.
“Dalam praktiknya, desain kami menjebak cahaya yang masuk ke dalam rongga dan memaksanya untuk bersirkulasi di dalam rongga, mengenai sampel yang menyerap lemah berulang kali hingga diserap dengan sempurna, dan semua pantulan secara koheren dihilangkan secara destruktif,” Rotter menjelaskan kepada Dunia Fisika. Dia menggambarkan sistem bekerja seperti laser secara terbalik. “Alih-alih memiliki media penguatan laser yang mengubah energi listrik menjadi radiasi cahaya koheren, 'laser pembalikan waktu' kami menyerap cahaya koheren dan mengubahnya menjadi energi panas – dan mungkin dalam waktu dekat menjadi energi listrik.”
Kaca depan dalam set-up eksperimental para peneliti memiliki reflektansi 70%, sedangkan kaca spion belakang memiliki reflektansi hampir sempurna 99.9%. Untuk media penyerap cahaya mereka menggunakan kaca tipis berwarna dengan daya serap sekitar 15% – sekitar 85% cahaya melewatinya. Mereka menemukan bahwa perangkat mereka memungkinkan kaca warna menyerap lebih dari 94% dari semua cahaya yang masuk ke sistem.
Lapisan anti-refleksi memungkinkan transmisi cahaya yang sempurna
Para peneliti juga menggunakan sejumlah teknik untuk menciptakan medan cahaya yang berubah dengan cepat, kompleks, dan acak. Bahkan dengan variasi dinamis dalam sumber cahaya ini, penyerap sempurna mereka yang koheren masih memungkinkan penyerapan yang hampir sempurna, klaim mereka.
Rotter menceritakan Dunia Fisika bahwa perangkat mereka memiliki potensi dalam berbagai aplikasi, terutama di sekitar pemanenan dan transmisi energi optik. Misalnya, dia mengatakan mungkin menggunakannya untuk mengisi baterai drone dari jarak jauh menggunakan sinar laser.
Para peneliti mendeskripsikan pekerjaan mereka dalam Ilmu.
