En el área de la nano-fotónica, Por primera vez, los científicos lograron integrar un láser con un medio de ganancia orgánico en un chip fotónico de silicio. Este enfoque tiene un enorme potencial para biosensores de bajo costo que podrían usarse para el diagnóstico cercano al paciente una vez y sin ningún gasto de esterilización similar a las tiras actuales para medir el azúcar en sangre. Los investigadores ahora presentan el nuevo láser en Comunicaciones de la naturaleza .

Esta es la primera vez que se integraron láseres orgánicos en un solo chip fotónico de silicio, Christian Koos, investigador del Instituto de Fotónica y Electrónica Cuántica (IPQ) y del Instituto de Tecnología de Microestructura (IMT) de KIT, informes. "La principal ventaja de los láseres consiste en el hecho de que la producción de grandes series está asociada a bajos costos. A largo plazo, la fabricación a un precio de algunos centavos por láser podría ser factible ".

Uno de los principales desafíos asociados con la fabricación de microchips ópticos consiste en integrar varios componentes diferentes en un sustrato a bajo costo. Desde hace algunos años Ha sido posible producir componentes ópticos a partir de silicio. Esta denominada fotónica de silicio utiliza procesos de fabricación nanotecnológica altamente desarrollados de microelectrónica y permite la producción económica de un gran número de componentes fotónicos de alto rendimiento. Estos componentes de fracciones de un micrómetro de tamaño pueden contribuir a hacer que la tecnología de la información sea más eficiente desde el punto de vista energético y son muy adecuados para biosensores compactos.

El problema de integrar fuentes de luz en el chip, sin embargo, aún quedó sin resolver, ya que el semiconductor de silicio no es adecuado como emisor de luz debido a su estructura electrónica. Durante la transferencia de electrones entre estados energéticamente diferentes, la energía se libera preferiblemente en forma de calor en lugar de luz.

Los investigadores de KIT han desarrollado ahora una nueva clase de láseres en el rango de infrarrojos. Para este propósito, combinan nanoguías de ondas de silicio con un polímero dopado con un tinte orgánico. La energía para operar este láser "orgánico" se suministra desde arriba, verticalmente a la superficie de la viruta, por una fuente de luz pulsada. La luz láser producida se acopla directamente a una nano guía de ondas de silicio. Los investigadores lograron generar radiación láser pulsada con una longitud de onda de 1310 nm y una potencia máxima de más de 1 vatio en un chip. Los nuevos láseres infrarrojos se presentan en la Comunicaciones de la naturaleza diario. Mediante el uso de varios tintes y resonadores láser, la longitud de onda de la radiación láser se puede variar en un amplio rango.

Los componentes pueden usarse, entre otros, para biosensores con una variedad de fuentes de luz láser integradas y longitudes de onda adaptadas a la aplicación especial. Estos sensores se pueden utilizar para medir sustancias de importancia médica. Para prevenir la contaminación, Es ventajoso producir estos chips a un costo mínimo y usarlos una sola vez. De este modo, los sensores se pueden aplicar directamente sobre el paciente o en consultorios médicos (diagnóstico en el punto de atención).