• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


CUST : Teknologi Imej Baru Super-Cepat

Akhir-akhir ini teknik fotografi sangat cepat (ultrafast photography) memperluas pemahaman para ilmuwan tentang proses-proses kimia atau fisika yang bersifat sementara atau tidak tetap dalam skala waktu pendek dan singkat. Teknologi produksi (akuisisi) imej-imej proses kimia, biologi, dan fisika yang sangat cepat, berguna dalam studi fisika, kimia, dan biologi mutakhir. Baru-baru ini, Dr. Wang Lidai, Asisten Profesor Jurusan Teknik Biomedis di City University of Hong Kong (CityU), Profesor Chen Feng dari Universitas Xi'an Jiaotong dan koleganya berhasil mengembangkan teknik fotografi baru super-cepat yang terkempa atau terkompres (City University of Hong Kong, 21/5/2019).

Teknologi imej sangat cepat (ultrafast imaging technology) itu memungkinkan produksi jumlah bingkai foto dalam jumlah besar dan rate-nya sangat tinggi (ultra-high frame rate). Teknik baru itu juga dapat mengatasi kelemahan teknik ‘pump-probe’ yang diperkenalkan oleh Ahmed H. Zewail, peraih Anugerah Nobel bidang Kimia asal Mesir. Ahmed H. Zewail memelopori femtochemistry yang memungkinkan studi tentang proses kimia, biologi dan fisika sangat cepat ke skala waktufemtosecond (10-15 detik) (Science Daily, 21/5/2019).

Kelemahan teknik pump-probe’ dari Ahmed H. Zewail yakni (1) hanya menangkap satu segmen dari proses super-cepat pada satu waktu; (2) hanya dapat mengukur proses-proses super-cepat yang stabil dan berulang. Teknik single-shot selama ini hanya mampu merekam jumlah bingkai imej sangat terbatas pada laju bingkai proses super- cepat; atau menggunakan kamera beruntun, tapi sangat mahal dan aplikasinya terbatas (Science Daily, 21/5/2019).

Penemuan baru dari Dr Wang Lidai, Profesor Chen Feng dkk mampu mengatasi kelemahan teknologi imej super-cepat tersebut di atas dengan menciptakan teknologi fotografi atau imej compressed ultrafast spectral-temporal (CUST). Teknologi fotografi CUST itu dapat mengatasi keterbatasaan dalam kecepatan pencitraan, jumlah bingkai imej dan resolusi spektral. Melalui inovasi komputasi optik, suatu pulsa laser femtosecond dapat dikodekan secara digital.

Kemudian informasi temporal atau spektral dikompresi dan direkonstruksi; secara simultan atau bersamaan, teknik pencitraan baru ini dapat menghasilkan rate bingkai sangat tinggi (high frame rate) yakni 3,85-triliun-Hz (1 triliun Hz = 1012Hz; jumlah bingkai yang tinggi (high frame number) yakni 60 bingkai gambar super-cepat dengan resolusi spektral sub-nanometer super-tinggi dalam satu bidikan; dan resolusi spektral juga tinggi (high spectral resolution) yakni refleksi dan pemfokusan pulsa laser femtosecond--proses super-cepat dengan durasi 20 picoseconds (1
picoseconds = 10-12 dtk) (Science Daily, 21/5/2019).

Sistem pencitraan teknologi CUST dapat dibuat dari perangkat optik biasa misalnyacermin(mirror), kisi-kisi (grating), laser femtosecond, dan sensor CCD. Sehingga harganya lebih murah dan mudah digunakan serta tidak membutuhkan kamera-kamera mahal. Tehnik CUST berbasis prinsip penggabungan spektral-temporal pulsa laser femtosecond serta penggunaan algoritma pencitraan komputasi. Tiga tahap cara-kerja fotografi CUST yakni pertama, pulsa laser dikirim melalui sistem difraksi kisi-kisi; lensa khusus agar panjang gelombang yang berbeda dari pulsa laser dapat diregangkan dalam domain temporal melalui dispersi atau penyebaran
dan membentuk suatu “chirped pulse” yang berdurasi lebih lama.

Kedua, “chirped pulse” berinteraksi dengan proses super-cepat, dan unsur-unsur berbeda dari panjang gelombangnya dapat merekam informasi temporal yang berbeda dari proses super-cepat itu; ketiga, CUST melakukan 2 penyandian spasial dua dimensi (two-dimensional/2D) pada berkas cahaya, dan melalui dispersi,
menempatkan informasi spektral yang berbeda ke CCD 2D. Hasilnya, imej super- cepat dengan dimensi spasial dan temporal, direkonstruksi dari gambar CDD 2D melalui algoritma penginderaan yang terkompres.

Hasil riset itu dirilis oleh jurnal Physical Review Letters, edisi Mei 2019 (Yu Lu, Terence T. W. Wong, Feng Chen, Lidai Wang, “Compressed Ultrafast Spectral-Temporal Photography”, Physical Review Letters, 2019). Lu Yu, penulis utama studi ilmiah itu, adalah mahasiswa doktoral CityU dan Xi'an Jiaotong University; Dr.Terence Wong Tsz Wai, co-author, asal Hong Kong University of Science and Technology; Professor Chen Feng asal Xi"an Jiaotong University dan Dr Wang Lidaiasal CityU. Proyek riset itu didanai oleh Research Grants Council of Hong Kong,CityU dan National Natural Science Foundation milik Tiongkok.

Teknologi imej baru itu membuka peluang bagi produksi imej-imej atau gambar femtosecond dalam jangka waktu lama dengan spektrum luas. Teknik baru itu juga membuka ruang bagi riset lanjutan tentang proses-proses super-cepat di bidang fisika, kimia, dan biologi, misalnya merekam penyebaran sementara foton dan fonon dalam
struktur mikro material dan penyebaran sinyal listrik dalam neuron (Science Daily,
21/5/2019). 

Oleh Servas Pandur