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La Universität Michigan Sie arbeitet an der Entwicklung eines neuen Lasers, der Informationen über die Zusammensetzung der Objekte. Dies könnte zum Beispiel dazu beitragen, dass Flugzeuge versteckte Gefahren aus großer Höhe lokalisieren oder identifizieren oder direkt auf den Flughäfen selbst eingesetzt werden, wodurch das Sicherheitsniveau erhöht wird.

Um dieses Ziel zu erreichen, sendet dieses System einen Infrarot-Breitbandstrahl aus. Die meisten Laser senden Licht in einer einzigen Wellenlänge, oder Farbe, super continuum Laser wie diese erzeugen einen engen Strahl voller Lichtsäulen decken eine Reihe von WellenlängenDas ist eine Farbmischung. Und da dieser Strahl in der Infrarotregion liegt, ist er für das menschliche Auge unsichtbar.

Infrarot enthält das, was Wissenschaftler als "Spektral-Digitalabdruck-Game" bezeichnen, d. h. Frequenzen, bei denen Vibrations-Echos von Molekülen, die eine feste Substanz bilden, erkannt werden können. Die spektrale "digitale Fußabdrücke" einer Substanz zeigt, welche Lichtwellenlängen absorbiert wurden und welche reflektiert werden. Verschiedene Substanzen absorbieren und reflektieren unterschiedliche Wellenlängen.

Die Projektion des neuen Lasers auf ein Ziel und die Analyse des reflektierten Lichts ermöglicht es den Forschern, die chemische Zusammensetzung dieses Objekts zu kennen. "Eine graue Struktur sieht grau aus im sichtbaren Licht, aber im Infrarot kann man nicht nur die Form sehen, sondern auch, was innen ist," sagt Mohammed Islam, Professor für Elektroingenieurwesen und Informatikwissenschaft und Biomedizintechnik in der Universität Michigan (UM)

Im militärischen Feld wird bereits in gewissem Maße der "digitale Fußabdruck" verwendet, um Ziele zu identifizieren, aber sie hängen vom Sonnenlicht ab, was an einem bewölkten Tag oder in der Nacht problematisch sein kann.

Feldversuche

Obwohl es bereits Breitband-Infrarotlaser gibt, ist dieses neue Modell leistungsfähiger. Zunächst wurde ein Prototyp von 5 W, dann eine Version von 25 W, getestet und arbeitet nun an einem Prototyp von 50 W, der voraussichtlich vor Jahresende für Feldversuche bereit ist.

Diese hochleistungsfähigen Laser könnten Flugzeuge, die in höheren Höhen fliegen, in die Lage versetzen, eine Region mit einem Lichtstrahl zu erleuchten, der mit dem Sonnenlicht vergleichbar ist, und dann Bilder von dieser Region machen. Derzeit gibt es chemische Sensoren, die in kurzer Entfernung arbeiten, aber nur wenige oder gar keine können diese Aufgabe in großer Entfernung erfüllen.

Die Forscher konnten den Laser mit ihrem patentierten Ansatz bauen, der bereits in der Telekommunikation erhältliche Glasfasertechnologie einsetzt und die natürliche Faserphysik nutzt, um Licht zu erzeugen.

Im Jahr 2012 verbrachte das Team eine Woche in der Wright Patterson Base der Luftwaffe, um einen Prototyp von 5 Watt vor Ort zu testen. Wissenschaftler und Ingenieure waren dabei: Luftwaffe-Forschungslabors, SAIC, Omni Science Company aus der UM, und die Universität von Michigan. Die Forscher stellten den Laser in einen 12-stöckigen Turm und richteten den Strahl auf Objektive, die etwa 1600 Meter entfernt auf einer Piste lagen. Es wurden mehrere Laborinstrumente und wissenschaftliche Kameras eingesetzt, um die Qualität des Strahls und das Signalniveau zu überprüfen.

"Die Tests zeigten, dass sich der gekrümmte Laserstrahl mit einer minimalen Defraktion verbreitete und dass mehrere Proben durch Vergleich des Spektralmusters identifiziert werden konnten," sagte Islam. (Das gekrammte Licht ist das, dessen Eigenschaften parallel zueinander sind.)

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Ein Artikel über diese Untersuchung wird in der Ausgabe des Magazins Optic Letters vom 1. Juli veröffentlicht.

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Universität Michigan

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