ليزر ثوري جديد يجمع بين القوة والذكاء في أصغر حجم على الإطلاق

في إنجاز علمي جديد قد يغير مستقبل الليزر والتقنيات التي تعتمد عليه، طوّر فريق بحثي نرويجي–سويسري نوعاً جديداً من الليزر يجمع بين القوة، الدقة، وسهولة الاستخدام في حجم مصغر يمكن دمجه داخل شريحة إلكترونية. الإنجاز، الذي نشر في مجلة *نيتشر فوتونيكس*، يبشر بتطبيقات واسعة تتراوح من السيارات ذاتية القيادة إلى أنظمة كشف الغازات السامة.

التقنية الجديدة جاءت ثمرة تعاون بين جامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية (NTNU) والمعهد الفدرالي السويسري للتقنية في لوزان (EPFL) وشركة "لوكس تيليجانس" المتخصصة في إنتاج الرقائق الضوئية. ويقول البروفيسور يوهان رايمنسبرغر، قائد المشروع، إنّ هذا النموذج "يجمع بين السرعة العالية، والتكلفة المنخفضة، والتشغيل السهل في جهاز واحد فقط". هذه المقومات تجعل الليزر الجديد خطوة متقدمة مقارنة بالأنظمة التقليدية الثقيلة والمعقدة.

وهذا يربط بين الحاجة المتزايدة في الصناعة لتقنيات أكثر مرونة وكفاءة وبين طموحات تطوير أجهزة قياس واتصال مدمجة على نطاق واسع. تعتمد فلسفة التصميم في هذا الليزر على دمج دوائر ضوئية دقيقة ضمن مواد متقدمة تسمح بتوليد شعاع ثابت عالي الأداء يمكن التحكم بتردده بسرعة وسلاسة. النتيجة جهاز يتمتع بثبات فائق دون القفز المفاجئ في التردد، ما يضمن دقة في القياس لم تكن متاحة سابقاً.

من أبرز المجالات التي قد تستفيد من هذه التكنولوجيا قطاع المركبات ذاتية القيادة. فأنظمة "ليدار" المستخدمة حالياً لتحديد المسافات تعتمد على إرسال نبضات ليزرية وقياس زمن ارتدادها. النسخة الجديدة من الليزر يمكنها تحقيق دقة تصل إلى نحو أربعة سنتيمترات فقط، ما يحسّن قدرة السيارة على استشعار البيئة المحيطة والتفاعل معها بأمان أكبر. الأمر ذاته ينطبق على مجالات الاتصال البصري والقياسات الطيفية التي تتطلب ليزرات مستقرة وسريعة الضبط.

هذا التقدم يفتح المجال أيضاً لتطبيقات أمنية وبيئية مهمة. فقد أظهر الفريق الباحث نتائج واعدة في رصد غاز سيانيد الهيدروجين السام في الجو، وهو مركب قاتل حتى بتركيزات منخفضة جداً. السرعة في الكشف هنا قد تسهم في تجنب الكوارث وحماية العاملين في المنشآت الصناعية.

يرتبط هذا الإنجاز بتوجّه عالمي نحو تصغير المعدات المتقدمة وتخفيض تكلفتها دون فقدان الأداء. الليزر الجديد مصنوع باستخدام تقنيات تصنيع الشرائح الإلكترونية المعروفة، ما يعني إمكانية إنتاجه على نطاق صناعي واسع وبكلفة منخفضة نسبياً. يقول رايمنسبرغر إنّ هذا التطور "يمكن أن يمهد الطريق أمام جيل جديد من أجهزة القياس والاتصال صغيرة الحجم وسهلة الاستخدام وعالية الكفاءة".

في نهاية المطاف، لا يقتصر نجاح هذا الابتكار على الجانب العلمي فحسب، بل يعكس تحولاً في كيفية توظيف الضوء ذاته كأداة دقيقة في خدمة التكنولوجيا الحديثة. فمع كل خطوة نحو تصغير الأجهزة وزيادة ذكائها، يبدو أن مستقبل الليزر، تماماً كضوء شعاعه، يتجه نحو آفاق أكثر إشراقاً.