‘Láser de pulso oscuro’ produce ráfagas de… casi nada

En un avance que parece casi Pulsos coloreados del láser Zen, investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y JILA, un instituto conjunto del NIST y la Universidad de Colorado en Boulder, ha mostrado un nuevo tipo de pulso láser que es el mejor en casi no producir luz. El nuevo dispositivo genera un flujo sostenido de “pulsos oscuros” — caídas repetidas en la intensidad de la luz — que es lo opuesto a la brillante ráfaga de un láser de pulsos típico.

A pesar de su ominoso nombre, el láser de pulso oscuro se ve como una herramienta benigna para las comunicaciones y medidas basado en las frecuencias infrarrojas de la luz. Los pulsos ultra-cortos del láser se extienden a lo largo de 90 picosegundos (billonésimas de un segundo), haciendo que el dispositivo sea adecuado para medidas a escalas temporales cortas. Los pulsos oscuros podrían ser útiles en el procesado de señales debido a que, al contrario que los pulsos brillantes, generalmente se propagan sin distorsión. Los pulsos oscuros podrían usarse como el obturador de una cámara para un rayo continuo de luz en las redes ópticas.

Descrito en Optics Express, la tecnología del NIST/JILA es la primera en generar pulsos oscuros directamente a partir de  la cavidad de un láser semiconductor, sin modelado eléctrico u óptico de los pulsos después de generarlos. El láser infrarrojo, del tamaño de un chip, genera la luz a partir de millones de puntos cuánticos (qdots), materiales semiconductores nanoestructurados creados en el NIST. Los láser de punto cuántico son conocidos por su inusual comportamiento.

En el nuevo láser de NIST/JILA, se inyectan pequeñas corrientes eléctricas en el láser, provocando que los qdots emitan luz. Los qdots tiene aproximadamente el mismo tamaño – unos 10 nanómetros (mil millonésimas de un metro) de anchura — y, por tanto, debido al diseño nanoestructurado que les permite comportarse como átomos individuales, todos emiten luz en la misma frecuencia. La corriente genera suficiente energía para amplificar las emisiones procedentes de los puntos colectivos, creando las propiedades especiales de la luz láser.

El nuevo láser depende de la inusual dinámica de energía de los qdots, los cuales tienen el efecto de estabilizar los pulsos oscuros. Tras emitir luz, los qdots recuperan energía desde dentro rápidamente (en aproximadamente 1 picosegundo) pero más lentamente (en aproximadamente 200 picosegundos) desde la entrada de energía que se origina fuera de los qdots en la cavidad del láser. Esto crea una progresión de ganancia de energía global que gradualmente da lugar a una pérdida global de energía. Finalmente, el láser alcanza un estado estacionario de repetición de caídas breves de intensidad — una bajada de aproximadamente un 70 por ciento — respecto al fondo de luz continua.

El láser de pulso oscuro fue desarrollado a través de una estrecha colaboración entre expertos del NIST en crecimiento de qdots y diseño y fabricación de láser semiconductores, y expertos de JILA en lásers ultrarrápidos y medidas relacionadas. El NIST tiene proyectos en marcha para desarrollar láser de punto cuántico para desarrollar métodos de modelado, fabricación y medida para nanoestructuras semiconductoras tales como los puntos cuánticos. En general, los láser semiconductores son considerados en muchas aplicaciones avanzadas, tales como relojes atómicos de próxima generación basados en frecuencias ópticas, para los que los lásers grandes son costosos y complejos.


Referencias: M. Feng, K.L. Silverman, R.P. Mirin and S.T. Cundiff. Dark pulse laser. Optics Express. Publicado on-line el 7 de junio de 2010.

Autor: Laura Ost
Fecha Original: 9 de junio de 2010
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Comments (2)

  1. [...] — que es lo opuesto a la brillante ráfaga de un láser de pulsos típico. (Vía (en castellano) cienciakanija.com/2010/06/10/laser-de-pulso-oscuro-produce-rafagas-de-/ sin comentarios en: cultura, ciencia karma: 20 etiquetas: láser, pulso oscuro, energía [...]

  2. MWinterwolf

    Se podria decir que la luz entra pero no sale?…

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