Soms, kansen vallen ons in de schoot wanneer we ze het minst verwachten. Een team van CERN-experts, in samenwerking met het Instituut voor Plasmafysica in Praag (IPP), heeft een baanbrekende laserstraal ontwikkeld terwijl hij aan een bijzonder uitdagend uitlijnsysteem werkte. "Tijdens de ontwikkeling van het uitlijnsysteem voor de HIE-ISOLDE-versneller, we ontdekten dat het systeem dat een gestructureerde laserstraal genereert verbazingwekkende optische eigenschappen had", leg Jean-Christophe Gayde (CERN, EN-SMM-ESA) en Miroslav Šulc (IPP), de uitvinders van het systeem. "We waren aanvankelijk niet van plan om een ​​generator voor dit soort laserstraal te ontwikkelen, maar de resultaten van ons onderzoek waren zeer bemoedigend."

Doorgaan met het "ongeplande" project, de twee teams ontwikkelden de "gestructureerde laserstraal", wat uiterst innovatief is omdat het stralen produceert die bijna niet-diffractief zijn. De centrale as van de balken divergeert zeer weinig, zelfs over een afstand van enkele honderden meters:200 meter van het systeem, de centrale as van de laser meet slechts enkele millimeters in diameter, nauwelijks meer dan toen het de generator verliet (zie afbeelding 2). De op de markt verkrijgbare systemen produceren dergelijke balken over een afstand van slechts enkele meters.

Zijn uitzonderlijke eigenschappen geven het gestructureerde laserstraalpotentieel op vele gebieden, inclusief communicatie, medicijn, natuurkunde en, bovenal, metrologie. "Bij CERN, deze laser zou een waardevol hulpmiddel zijn voor het uitlijnen van magneten, dankzij de lage centrale divergentie", zegt Jean-Christophe Gayde. "En het heeft een bijzonder opmerkelijk kenmerk:in bepaalde omstandigheden, de straal reconstrueert zichzelf na het ontmoeten van een obstakel. Met andere woorden, zijn halo kan de centrale balk reconstrueren nadat deze het obstakel is gepasseerd, op een vergelijkbare manier als een Bessel-balk."

De gestructureerde laserstraal kan worden geproduceerd uit bronlaserstralen in een breed scala aan golflengten en de geometrie ervan kan eenvoudig worden aangepast (diameter van de centrale divergentie, aantal cirkels in de halo, enzovoort.). De generator zelf kan zeer compact zijn (ter grootte van een luciferdoosje) en verstelbaar, terwijl het nog redelijk goedkoop is. "In mei 2018 hebben we een octrooiaanvraag ingediend en sindsdien zijn we in gesprek met verschillende potentiële klanten in Europa om samenwerkingen aan te gaan", zegt Amy Bilton, de Knowledge Transfer Officer (KTO) die verantwoordelijk is voor het project binnen de Knowledge Transfer-groep van CERN. "Studies zijn aan de gang en er zijn meer tests nodig, maar de gestructureerde laserstraal zou sommige toepassingen die lichtstralen gebruiken aanzienlijk kunnen verbeteren, in het bijzonder laserstralen."