شريط قياس ليزري بدقة ميكرون سريع

الأصل: "Two-photon dual-comb LiDAR imaging"
arXiv:2603.12729 · 2026-03-13 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
الليدار العادي يقيس بالسنتيمترات، أما الطريقة الجديدة فتقيس بالميكرومترات، وكأن شريط القياس أصبح فجأة قادرًا على تمييز سُمك الشعرة.

يعمل جهاز قياس المسافات الليزري التقليدي مثل ساعة توقيت في سباق 100 متر: فهو يسجّل الزمن الذي يستغرقه الضوء للذهاب إلى الهدف والعودة. لكن لهذه الساعة حدّ — فهي تدق بخطوات تبلغ عشرات البيكو ثانية (أجزاء من تريليون الثانية). خلال هذه الخطوة، يقطع الضوء حوالي سنتيمتر واحد، لذلك لا يمكن رؤية تفاصيل أصغر من ذلك.

الطريقة الجديدة لا تستخدم نبضات مفردة، بل مشطين من آلاف الومضات فائقة القصر، تنطلق بترددات مختلفة قليلًا. تداخل هذه الومضات يعمل مثل ترس مسنن: الفرق الصغير في السرعة يتحول إلى إزاحة كبيرة وسهلة القياس. هكذا تتحول ساعة الإيقاف الخشنة إلى مجهر للزمن.

دقة الطريقة هي ميكرومتر (جزء من الألف من المليمتر). هذا يعادل سُمك خيط العنكبوت أو أنحف بعشر مرات من شعرة الإنسان.

الاختبار على قطعة ألمنيوم من مسافة 40 سنتيمترًا أظهر أن الخطأ لا يتجاوز 38 ميكرومترًا، وبعد نصف ثانية من تراكم الإشارة، كان متوسط التشتت ميكرومترًا واحدًا فقط. تطابقت النتيجة مع قراءات آلة القياس الإحداثية، التي تلمس السطح ميكانيكيًا.

هذه العين الليزرية ستكون مفيدة حيث لا يمكن لمس الجسم: فحص الأجزاء على خط التجميع، وفحص القطع الأثرية الهشة في المتاحف، وتصوير الأجسام الساخنة أو المشعة. يصل الضوء، ويقيس، ويعود دون أن يترك أي أثر.

يقطع الضوء ميكرومترًا واحدًا في 3.3 فيمتو ثانية — وهذا أقصر من مدة اهتزازة واحدة لجزيء.

العلماء
Albert EinsteinCharles TownesDavid WinelandWilliam Borucki
المفاهيم
استشعار عن بعد بالليدار قياس المدى بالليزر ثانية قوسية تصوير بالموجات فوق الصوتية بالليزر ميليراديان رادار مشط ترددي كاميرا الأشعة تحت الحمراء المسافة الفوتومترية (luminosity distance) ميكروثانية قوسية مطيافية المضخة-المسبار تصوير زمن حقيقي قياس درجة الحرارة مسافة القطر الزاوي كيلومتر في الثانية مستشعر ضوئي بصريات تكيفية مطيافية الأتوثانية كاميرا عالية السرعة