Kristal ammonium fluorooxoborate (ABF) mampu mencapai pencocokan fase hingga panjang gelombang rekor terpendek, yakni 158,9 nm, sehingga menetapkan standar baru untuk output laser ultraviolet vakum melalui pencocokan fase pembiasan ganda.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Sejumlah ilmuwan berhasil mengembangkan jenis kristal baru, menandai kemajuan signifikan di bidang sinar laser ultraviolet vakum (vacuum ultraviolet), demikian menurut Institut Teknologi Fisika dan Kimia Xinjiang yang di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS).

Setelah melakukan penelitian mendalam tentang teori-teori fundamental dan teknologi-teknologi inti material optik nonlinier ultraviolet vakum, tim peneliti dari institut tersebut berhasil mengembangkan kristal ammonium fluorooxoborate (ABF). Temuan mereka telah dipublikasikan dalam jurnal Nature pada Kamis (29/1).

Tim tersebut berhasil mengatasi berbagai tantangan teknis utama dalam mengembangkan kristal berukuran besar dan membuat perangkat. Dengan memanfaatkan teknologi pencocokan fase pembiasan ganda (birefringent phase-matching), mereka berhasil, untuk pertama kalinya, melakukan penggandaan frekuensi langsung guna menghasilkan laser ultraviolet vakum pada panjang gelombang 158,9 nm.

Pencapaian ini menyediakan sebuah sistem material baru yang krusial untuk pengembangan laser ultraviolet vakum all-solid-state yang ringkas dan efisien, yang diharapkan akan memainkan peran strategis dalam manufaktur berpresisi dan penelitian ilmiah tingkat lanjut.

Kristal optik nonlinier merupakan komponen inti untuk memproduksi laser semacam itu, karena sifatnya secara langsung menentukan panjang gelombang output dan efisiensi konversi. Selama puluhan tahun, potassium beryllium fluoroborate (KBBF), yang dipelopori oleh tim ilmuwan China yang dipimpin oleh akademisi Chen Chuangtian pada 1990-an, menjadi material penting.

KBBF tetap menjadi satu-satunya kristal praktis yang mampu menghasilkan output laser di bawah 200 nm melalui penggandaan frekuensi langsung.

Seiring dengan terus berkembangnya aplikasi teknologi laser, penemuan kristal baru yang juga menunjukkan transmisi ultraviolet vakum tinggi, respons optik nonlinier yang kuat, pembiasan ganda yang besar, serta sifat pertumbuhan yang sangat baik masih menjadi tantangan ilmiah yang persisten di bidang ini.

Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti mengusulkan desain berbasis fluorinasi inovatif dan mekanisme regulasi performa, mengembangkan serangkaian kristal berperforma tinggi dengan ABF sebagai contoh utama.

Berlandaskan terobosan teoretis ini, mereka kemudian menguasai teknik penumbuhan kristal untuk memperoleh kristal tunggal ABF berukuran sentimeter dengan kualitas optik tinggi. Kristal ABF mampu mencapai pencocokan fase hingga panjang gelombang rekor terpendek, yakni 158,9 nm, sehingga menetapkan standar baru untuk output laser ultraviolet vakum melalui pencocokan fase pembiasan ganda.

Terobosan dalam kristal ABF ini menunjukkan pencapaian besar bagi China di bidang material optik nonlinier ultraviolet vakum penting dan memperkuat posisi negara tersebut sebagai yang terdepan di dunia di bidang ini.

Ke depannya, para peneliti akan terus melanjutkan pekerjaan mereka pada stabilisasi pertumbuhan kristal ABF, penyempurnaan pemrosesan perangkat, dan eksplorasi aplikasi sumber laser. Tujuannya adalah untuk mengembangkan sumber sinar ultraviolet vakum all-solid-state dengan panjang gelombang yang lebih pendek lagi dan daya yang lebih tinggi, sehingga memberikan dukungan yang kuat bagi peralatan penelitian ilmiah dan manufaktur berpresisi canggih.

Laporan: Redaksi