Sumber ilustrasi: Pixabay
23 April 2026 14.15 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [23.04.2026] Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat, peneliti menciptakan sebuah perangkat penangkap gambar yang memiliki kemapuan menangkap peristiwa supercepat di dunia mikroskopik lebih baik dari sudah ada dan digunakan sekarang. Dalam bidang fisika, kimia, biologi, dan ilmu material, proses seperti pergerakan elektron, reaksi kimia, hingga perubahan struktur material berlangsung terlalu cepat untuk diamati dengan teknologi konvensional. Selama ini, teknik pencitraan ultracepat umumnya hanya mampu merekam perubahan kecerahan, sehingga informasi penting lain seperti struktur internal sering kali terlewatkan.
Dalam penelitian yang dipublikasikan di Optica Publishing Group, tim ilmuwan mengembangkan teknik bernama compressed spectral-temporal coherent modulation femtosecond imaging atau CST-CMFI. Teknologi ini memungkinkan pengamatan berbagai fenomena ultracepat, seperti pembentukan plasma di dalam air akibat pulsa laser serta dinamika pembawa muatan dalam material semikonduktor seperti ZnSe.
Yunhua Yao dari East China Normal University menjelaskan bahwa banyak fenomena penting terjadi dalam waktu yang sangat singkat dan sulit diamati. Yunhua Yao menyampaikan bahwa teknik baru ini mampu menangkap evolusi lengkap dari kecerahan sekaligus struktur internal objek dalam satu pengukuran, sehingga memberikan langkah maju dalam memahami sifat dasar materi, merancang material baru, serta mengungkap proses biologis.
Teknologi ini merupakan bagian dari pengembangan kamera ultracepat yang dilakukan di laboratorium pencitraan optik ekstrem. Salah satu pendekatan utama adalah pencitraan satu kali pengambilan, yang memungkinkan seluruh rangkaian peristiwa direkam dalam satu eksposur tanpa perlu pengulangan. Metode ini sangat penting karena banyak fenomena ultracepat tidak dapat diulang dalam kondisi yang sama.
Berbeda dengan metode sebelumnya, CST-CMFI menggabungkan beberapa teknik sekaligus, termasuk pemetaan waktu-spektrum, pencitraan spektral terkompresi, dan modulasi koheren. Kombinasi ini memungkinkan peneliti menangkap perubahan sangat cepat, mengumpulkan lebih banyak informasi dalam satu pengukuran, serta mempertahankan detail halus pada citra yang dihasilkan.
Sistem ini menggunakan pulsa laser dengan berbagai panjang gelombang yang tiba pada waktu berbeda. Pendekatan ini menghubungkan waktu dengan panjang gelombang, sehingga setiap bagian spektrum mewakili momen tertentu dalam proses yang diamati. Cahaya yang tersebar dari interaksi tersebut membawa informasi spasial, spektral, dan fase, yang kemudian dikompresi menjadi satu gambar.
Data yang dihasilkan kemudian diproses menggunakan jaringan saraf berbasis fisika untuk memisahkan informasi berdasarkan panjang gelombang dan merekonstruksi evolusi intensitas serta fase dari waktu ke waktu. Hasil akhirnya berupa rangkaian gambar yang membentuk “film” ultracepat, memungkinkan ilmuwan mengamati peristiwa yang sebelumnya tidak terlihat secara langsung.
Para peneliti menggunakan teknik ini dalam pengujian mereka untuk mengamati pembentukan plasma di dalam air akibat laser femtodetik. Hasilnya menunjukkan perubahan intensitas dan fase dalam saluran plasma, termasuk terbentuknya plasma elektron bebas yang memengaruhi bagaimana cahaya diserap dan merambat. Temuan ini berpotensi mendukung pengembangan aplikasi medis berbasis laser.
Selain itu, penelitian juga dilakukan pada dinamika pembawa muatan dalam ZnSe untuk memahami pergerakan muatan listrik setelah tereksitasi oleh cahaya. Pemahaman ini penting untuk meningkatkan kinerja perangkat optik dan elektronik, yang dapat menghasilkan teknologi lebih cepat dan efisien di masa depan.
Yunhua Yao menjelaskan bahwa metode CST-CMFI memungkinkan pengamatan variasi fase bahkan ketika perubahan intensitas tidak signifikan. Yunhua Yao menekankan bahwa pengukuran fase memiliki sensitivitas lebih tinggi dalam mendeteksi proses ultracepat yang sangat halus dibandingkan pengukuran intensitas saja.
Ke depan, para peneliti berencana memperluas penggunaan teknologi ini untuk mempelajari fenomena lain seperti dinamika antarmuka dan transisi fase ultracepat. Penelitian juga diarahkan untuk mengatasi keterbatasan saat ini, yaitu konversi informasi spektral menjadi temporal, dengan menggabungkan teknik ini dengan fotografi ultracepat terkompresi agar informasi dapat dipisahkan secara lebih optimal.
Temuan terbaru menunjukkan bahwa teknologi CST-CMFI memungkinkan pengamatan peristiwa ultracepat dengan detail yang belum pernah dicapai sebelumnya, dengan kemampuan merekam intensitas dan fase secara bersamaan dalam satu pengambilan. Pendekatan ini membuka peluang besar dalam memahami dinamika materi pada skala waktu ekstrem serta mendorong pengembangan berbagai teknologi baru di bidang energi, elektronik, dan material canggih.
Diolah dari artikel:
“This new camera captures what happens in a trillionth of a second” oleh Optica. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/04/260421042808.htm
