Công cụ chống laser đầu tiên trên thế giới

Các nhà khoa học Hoa Kỳ đã phát triển thành công công cụ chống laser đầu tiên trên thế giới, mở ra hướng tiếp cận mới cho việc kiểm soát ánh sáng trong các hệ thống quang học hiện đại. Thiết bị này có khả năng hấp thụ hoặc phá bỏ các chùm tia laser, thay vì để chúng tiếp tục truyền đi như trong những thiết bị quang học thông thường. Thành tựu được nhóm nghiên cứu tại Đại học Yale công bố, với nền tảng là một thiết bị silicon có thể biến ánh sáng laser thành năng lượng nhiệt. Theo thông tin được UPI trích dẫn, công nghệ mới không chỉ nhằm xử lý tia laser mà còn gợi ý khả năng xây dựng một thế hệ siêu máy tính hoạt động bằng ánh sáng thay cho các dòng electron. Trong các hệ thống máy tính quang học, ánh sáng có thể đảm nhiệm việc truyền và xử lý thông tin, qua đó tạo ra phương thức vận hành khác biệt so với máy tính điện tử hiện nay. Công cụ chống laser vì thế được xem như một bước tiến đáng chú ý, dù công nghệ vẫn nằm trong phạm vi nghiên cứu khoa học chuyên sâu. Về nguyên lý, thiết bị sử dụng một khoang quang học bằng silicon để tiếp nhận hai tia laser có những tần số cụ thể, rồi tập trung chúng vào bên trong cấu trúc này. Khi bị giữ trong khoang, các tia sáng không thoát ra ngay mà tiếp tục tương tác với thiết bị, khiến năng lượng của chúng dần được hấp thụ. Quá trình đó làm ánh sáng biến mất khỏi đường truyền ban đầu, trong khi toàn bộ năng lượng cuối cùng chuyển thành nhiệt bên trong vật liệu. Cách hoạt động này khiến thiết bị chống laser khác biệt rõ rệt với một tấm chắn cơ học, bởi nó không phản xạ đơn giản chùm sáng trở lại nguồn phát. Thay vào đó, hệ thống bẫy các tia laser trong khoang quang học, giữ chúng đủ lâu để năng lượng bị tiêu hao hoàn toàn dưới dạng nhiệt. Nhờ kiểm soát được tần số ánh sáng đi vào, các nhà khoa học có thể điều chỉnh điều kiện hoạt động của thiết bị một cách tương đối linh hoạt. Đáng chú ý, chỉ cần thay đổi bước sóng của ánh sáng, thiết bị có thể chuyển từ trạng thái hoạt động sang tắt, hoặc ngược lại, tạo nên một công tắc quang học. Khả năng bật tắt bằng ánh sáng này có thể trở thành nền tảng cho các máy tính dựa trên quang học, nơi thông tin được xử lý thông qua các tín hiệu ánh sáng. Nếu được phát triển tiếp, nguyên lý ấy có thể hỗ trợ những thiết kế máy tính thế hệ mới, dù bài nghiên cứu không khẳng định thời điểm ứng dụng thương mại cụ thể. Công tắc quang học đặc biệt quan trọng vì các hệ thống xử lý thông tin cần những cơ chế rõ ràng để điều khiển tín hiệu, tương tự vai trò của công tắc trong các mạch điện tử. Trong thiết bị của Đại học Yale, bước sóng ánh sáng quyết định việc công cụ chống laser hấp thụ năng lượng hay ngừng hoạt động. Cơ chế này cho thấy một linh kiện nhỏ bằng silicon có thể vừa kiểm soát ánh sáng, vừa chuyển hóa năng lượng, thay vì chỉ dẫn truyền tín hiệu đơn thuần. Dù tên gọi dễ gợi liên tưởng đến công nghệ quân sự, thiết bị mới không thể tạo ra một lá chắn bảo vệ con người trước vũ khí laser năng lượng cao. Giáo sư Douglas Stone giải thích rằng năng lượng của tia laser sẽ biến mất bằng cách chuyển thành nhiệt, khiến chính thiết bị nóng lên trong quá trình hấp thụ. Vì vậy, nếu một chùm laser mang đủ năng lượng để đốt cháy con người chiếu vào thiết bị, công cụ chống laser này cũng không thể ngăn chặn tác động gây bỏng đó. Giới hạn trên cho thấy công nghệ hiện tại phù hợp hơn với việc điều khiển tín hiệu quang học và nghiên cứu máy tính quang học, không phải chống lại những chùm laser công suất cực lớn. Thành tựu của các nhà khoa học Hoa Kỳ vẫn có ý nghĩa quan trọng, bởi nó chứng minh ánh sáng có thể bị bẫy, hấp thụ và chuyển đổi theo cách chủ động trong một thiết bị silicon. Từ một công cụ xử lý tia laser, phát minh này có thể trở thành viên gạch cho những hệ thống tính toán dùng ánh sáng, trong khi bài toán kiểm soát nhiệt vẫn là giới hạn cần được lưu ý.