Los resonadores del modo de galería susurrante (WGM) se utilizan para hacer diminutos micro-láseres, sensores, interruptores enrutadores y otros dispositivos. Estas diminutas estructuras se basan en un fenómeno similar a un efecto observado en las galerías circulares, como en algunas catedrales o museos, donde las ondas de sonido viajan a través de la galería y se reflejan y reenfocan lo suficientemente fuerte como para que se pueda escuchar un susurro en un lado del otro.

El mismo fenómeno se aplica a la luz. Cuando la luz se almacena en resonadores activos esféricos o en forma de anillo, las ondas se superponen de tal manera que pueden resultar en luz láser. Esta semana en APL Photonics , Los investigadores informan de un nuevo tipo de micro-láser WGM dopado con colorante que produce luz con longitudes de onda sintonizables. No solo el rango de sintonización de los nuevos dispositivos es más amplio de lo que ha sido posible en el pasado, es completamente reversible.

Una característica única del diseño, según el autor principal Tobias Siegle del Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania, es que el ajuste es posible cambiando el tamaño de un sustrato flexible. Estirar el sustrato cambia la distancia entre los dos lados del disco dividido en el resonador y, por lo tanto, la longitud de onda de la luz producida.

El disco en sí tiene típicamente alrededor de 25 micrones de ancho, con un espacio inicial entre sus dos mitades de aproximadamente 2,5 micrones, sólo el 3 por ciento del diámetro de un cabello humano típico. El disco está montado sobre un elastómero, o sustrato de plástico elástico, que se puede tirar en una dirección perpendicular a la división del disco, disminuyendo el tamaño de la brecha. La luz producida por estos micro-láseres se desplaza hacia el rango azul del espectro cuando el tamaño del espacio disminuye. Observaron cambios de longitud de onda de varios nanómetros en el rango visible.

"Nuestro nuevo diseño produce un amplio rango de sintonía que no se puede lograr fácilmente con otros resonadores WGM, "Siegle dijo." Además, el mecanismo de afinación es completamente reversible ".

Esta característica permite que el dispositivo se utilice en la investigación de la óptica fundamental. Otra característica de la tecnología de disco dividido es la sensibilidad mejorada en la detección del índice de refracción.

"Para un ancho de espacio de 1,4 micrones, el rendimiento de detección aumenta en un 65 por ciento, "Siegle dijo, cuando se compara con un resonador de disco de referencia sin espacio.

Los dispositivos más útiles tienen un umbral láser bajo, ya que esto permite el uso de pequeñas cantidades de energía. Un umbral bajo reduce o previene el fotoblanqueo de las moléculas de colorante utilizadas en el dispositivo y aumenta su vida útil esperada. Los investigadores probaron su diseño y encontraron láser de bajo umbral para discos divididos fabricados con una técnica de litografía tridimensional o de haz de electrones.

Otra cantidad que estudiaron es la calidad, o factor Q, que corresponde al tiempo de almacenamiento de fotones en la cavidad del láser. Es deseable un valor Q alto, y aunque los investigadores encontraron que su diseño de disco dividido redujo algo Q, el umbral láser estaba dentro de un rango apropiado, haciendo que el diseño sea valioso.

El trabajo futuro se centrará en el desarrollo de guías de ondas de resonador acopladas sintonizables, que se pueden utilizar como líneas de retardo óptico o filtros, y en otras aplicaciones.