باحثون روس يطورون ليزرًا مصغرًا بحجم شعرة الإنسان لتطبيقات الاتصالات والطب

طور باحثون من جامعة نوفوسيبيرسك الحكومية في روسيا ليزرا على شكل مرنان أسطواني مصغّر بدقة عالية، بحجم يقارب شعرة الإنسان، بهدف استخدامه في مجالي الاتصالات والفوتونيات، مع إمكانية توظيفه أيضا في التشخيص المبكر للسرطان، وفق ما أفادت به الخدمة الصحفية للجامعة.

ونقلت الخدمة الصحفية عن إحدى الباحثات المشاركات في التطوير، ناتاليا ماكاروفا، قولها إن الهدف كان تحقيق توليد ليزري داخل مرنانات شبه أسطوانية صغيرة جدا بقطر مماثل لشعرة الإنسان، مشيرة إلى أن هذه المرنانات تتكوّن من مقاطع دقيقة من ألياف بصرية مُدمجة بأيونات عنصر الإربيوم النادر.

وأوضحت أن الألياف النشطة المستخدمة في هذا الابتكار صُنعت خصيصا في معهد الفيزياء التطبيقية في نيجني نوفغورود، وشكّلت الأساس الذي بُني عليه هذا الليزر المصغّر.

وأضافت ماكاروفا أن التصميم الأسطواني يمنح هذه المرنانات مزايا إضافية مقارنة بالشكل الكروي التقليدي، إذ يتيح تغيير أطوال موجات توليد الليزر، ما يوسّع نطاق استخداماته المحتملة. كما أشارت إلى أن الضوء داخل هذه المرنانات الدقيقة ينتقل بشكل حلزوني على طول جدار الألياف البصرية فيما يعرف بتأثير "المعرض الهامس"، ما يجعل الليزر شديد الحساسية لتغيرات درجة الحرارة ووجود الغازات.

وبيّنت أن هذا النوع من الليزر يصدر إشعاعا ضمن نطاق قريب من نطاقات عمل تقنيات الاتصالات الحديثة، ما يجعله مناسبا للاستخدام في أنظمة الاتصالات والملاحة عبر الأقمار الصناعية.

وفي ما يتعلق بالتطبيقات الطبية، أوضحت الباحثة أن الضيق الشديد في طيف الليزر يتيح إمكانية رصد جزيئات مفردة بدلا من تجمعاتها، ما قد يساعد في تتبع حركتها ودراسة سلوكها داخل الأنظمة الحيوية. وأضافت أن هذه الخاصية قد تفتح المجال مستقبلا للكشف المبكر جدا عن جزيئات مرتبطة بالأورام السرطانية، حتى في مراحلها الأولى قبل أن تتمكن التقنيات الحالية من رصدها.