Un láser ultrarrápido de alto rendimiento del tamaño de la yema de un dedo.

Un alto rendimientoláser ultrarrápidodel tamaño de la yema de un dedo

Según un nuevo artículo de portada publicado en la revista Science, investigadores de la Universidad de la Ciudad de Nueva York han demostrado una nueva forma de crear equipos de alto rendimiento.láseres ultrarrápidosen nanofotónica. Este modo bloqueado miniaturizadoláseremite una serie de pulsos de luz coherentes ultracortos a intervalos de femtosegundos (billones de segundos).

bloqueo de modo ultrarrápidoláseresPueden ayudar a desentrañar los secretos de las escalas de tiempo más rápidas de la naturaleza, como la formación o ruptura de enlaces moleculares durante las reacciones químicas, o la propagación de la luz en medios turbulentos. La alta velocidad, la intensidad máxima de pulso y la amplia cobertura espectral de los láseres de modo bloqueado también permiten el desarrollo de numerosas tecnologías fotónicas, incluidos los relojes atómicos ópticos, la imagen biológica y los ordenadores que utilizan la luz para calcular y procesar datos.

Sin embargo, los láseres de modo bloqueado más avanzados siguen siendo sistemas de escritorio extremadamente caros y de alto consumo energético, limitados al uso en laboratorio. El objetivo de esta nueva investigación es convertirlos en sistemas del tamaño de un chip que puedan producirse en masa y desplegarse en el terreno. Los investigadores utilizaron una plataforma de material emergente de niobato de litio de película delgada (TFLN) para dar forma y controlar con precisión los pulsos láser mediante la aplicación de señales eléctricas de radiofrecuencia externas. El equipo combinó la alta ganancia láser de los semiconductores de clase III-V con la eficiente capacidad de conformación de pulsos de las guías de onda fotónicas a nanoescala de TFLN para desarrollar un láser que emite una alta potencia pico de salida de 0,5 vatios.

Además de su tamaño compacto, similar al de la yema de un dedo, el nuevo láser de modo bloqueado presenta propiedades que los láseres tradicionales no pueden alcanzar, como la capacidad de ajustar con precisión la frecuencia de repetición del pulso de salida en un amplio rango de 200 megahercios simplemente modificando la corriente de bombeo. El equipo espera lograr una fuente de peine de frecuencias estable a escala de chip mediante la potente reconfiguración del láser, lo cual es fundamental para la detección de precisión. Entre las aplicaciones prácticas se incluyen el uso de teléfonos móviles para diagnosticar enfermedades oculares, analizar E. coli y virus peligrosos en alimentos y el medio ambiente, y habilitar la navegación cuando el GPS está dañado o no está disponible.