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

Un alto rendimientoláser ultrarrápidodel tamaño de la punta 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 dispositivos de alto rendimiento.láseres ultrarrápidosen nanofotónica. Este sistema miniaturizado de bloqueo de modosláserEmite una serie de pulsos de luz coherentes ultracortos a intervalos de femtosegundos (billones de segundo).

Modo ultrarrápido bloqueadoláseresPueden ayudar a desvelar 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 del pulso y la amplia cobertura espectral de los láseres de modo bloqueado también permiten numerosas tecnologías fotónicas, como los relojes atómicos ópticos, la obtención de imágenes biológicas y los ordenadores que utilizan la luz para calcular y procesar datos.

Sin embargo, los láseres de bloqueo de modos más avanzados siguen siendo sistemas de sobremesa extremadamente caros y de alto consumo energético, limitados a su uso en laboratorios. El objetivo de esta nueva investigación es convertirlos en un sistema del tamaño de un chip que pueda producirse en masa e implementarse en el campo. 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 las eficientes capacidades de conformación de pulsos de las guías de onda fotónicas a nanoescala de TFLN para desarrollar un láser que emite una alta potencia de pico de salida de 0,5 vatios.

Además de su tamaño compacto, del tamaño de la yema de un dedo, el láser de bloqueo de modos recientemente demostrado 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 frecuencia estable a escala de chip mediante la potente reconfiguración del láser, fundamental para la detección de precisión. Entre las aplicaciones prácticas se incluyen el uso de teléfonos móviles para diagnosticar enfermedades oculares, analizar la bacteria E. coli y virus peligrosos en alimentos y el medio ambiente, y facilitar la navegación cuando el GPS está dañado o no disponible.