Yeni lazerde yer alan spektrometreler, kendisine dokunan ışığın spektrumlarını tanımlayarak hususun kimyasal özelliklerini ortaya koyuyor.
Geçmişte yapılan çalışmalarda Ay’da ve Mars’da bir ölçü su bulunduğu tespit edilmiş ve doğrulanmıştı. Fakat suyun varlığına işaret eden teknolojiler bulunan hususun su mu, hidrojen iyonları mı yoksa hidroksil mi olduğunu söyleyemiyordu. Bu açığı kapatmak üzere ABD uzay ajansı NASA’dan bir mühendis, komşumuz Ay’daki su kaynaklarının yerini tespit etmeye yardımcı olabilecek küçük lakin yüksek güçlü bir lazer geliştirdi. Kelam konusu lazer, heterodin spektrometre ismi verilen ve muhakkak frekansları yakınlaştırarak Ay’ın yüzeyindeki suyun varlığını teyit edebilecek bir aletin geliştirilmesinde kullanılabilir. Araştırmacılar, lazerin Ay’ı, Mars’ı ve hatta ötesini keşfetmek için gelecekteki misyonlarda kullanılabilecek bir el aygıtına da güç verebileceğine inanıyor.
Spektrometreler, hususun kimyasal özelliklerini, ona dokunan ışığın spektrumunu yahut dalga uzunluğunu tanımlayarak ortaya çıkarabiliyor. Bahse mevzu aletlerin birçok spektrumun geniş kısımlarında çalışırken, heterodin spektrometre terahertz yahut kızılötesi üzere belli bir ışık frekansına odaklanıyor.
Su ve hidrojen içeren öteki bileşikler, saniyede 2 trilyon ila 10 trilyon döngü olan terahertz frekans aralığında fotonlar yayıyor. Bir heterodin spektrometre, lokal bir lazer kaynağını gelen ışıkla birleştirerek lazer kaynağı ile birleşik dalga uzunluğu ortasındaki farkın ölçülmesine yardımcı olmakta. Bu ölçüm de spektrumun alt bant genişlikleri ortasında hakikat okumalar yapılmasını sağlıyor.
Geleneksel olarak kullanılan lazerler, ışık üretmek için bir atomun dış kabuğundaki elektronları harekete geçiriyor. Işığın frekansı atoma ve bir elektronu uyarmak için gereken güce bağlı olarak değişiyor. Fakat bu lazerler terahertz aralığında ya da kızılötesi ile mikrodalga ortasındaki spektrumda performans gösteremiyor.
Mühendis Dr. Bulcha, “Mevcut lazer teknolojisindeki sorun, hiçbir materyalin terahertz dalgası üretmek için gerçek özelliklere sahip olmamasıdır” diyor. Araştırmacı grup bu sorunun üstesinden gelmek için Goddard teknolojisini kullanmış. Araştırmacılar, yalnızca birkaç atom genişliğine sahip katmanlı materyalin kimi eşsiz kuantum ölçekli fiziğini kullanarak her elektron geçişi olayında foton üreten kuantum kaskad lazerler geliştirmek için gayret sarf ediyor. Bu cins materyallerde lazer, materyaldeki elementler yerine yarı iletkenlerin değişen katmanlarının kalınlığı tarafından belirlenen muhakkak bir frekansta fotonlar meydana getirmekte.
Bunun yanı sıra yenilik, araştırmacıların işlemci, spektrometre donanımı ve güç kaynağıyla birlikte bir demlik büyüklüğündeki 1U CubeSat’ın içine sığdırmalarını sağlayabilecek kıymetli ölçüde küçük bir boyuta sahip olmasıyla dikkat çekiyor.