Un nuevo estudio muestra que el material de tinte orgánico combinado con nanoestructuras metálicas puede proporcionar una dinámica de láser ultrarrápida con pulsos de láser cortos y de aparición rápida.

"Queríamos saber qué tan rápido podemos encender y apagar nuestro dispositivo láser. Generar pulsos láser rápidamente puede ser muy útil en el procesamiento de información y puede mejorar la respuesta de algunos dispositivos optoelectrónicos, "explica el investigador postdoctoral Konstantinos Daskalakis de la Universidad de Aalto.

Las muestras utilizadas en los experimentos están hechas de nanopartículas de oro colocadas sobre vidrio y sumergidas en una sustancia orgánica, material emisor de luz. Las nanopartículas están dispuestas muy cerca unas de otras en una matriz cuadrada. Los campos eléctricos localizados alrededor de las partículas dan como resultado intensidades de campo altas que aceleran la dinámica molecular en el tinte orgánico.

Los campos electromagnéticos y las partículas conductoras de oro interactúan entre sí y con el tinte orgánico para generar un pulso láser direccional que es ultrarrápido. una billonésima de segundo de duración.

Generar un láser de este tipo es prometedor para la conmutación y detección totalmente ópticas y potencialmente mejorará la velocidad de las telecomunicaciones ópticas y el rendimiento de los dispositivos que utilizan la luz para procesar información. como cámaras y transistores.

Los nanoláseres muy pequeños no suelen proporcionar rayos claramente direccionales. La disposición de las nanopartículas en una matriz mejora considerablemente la direccionalidad. Tales láseres ya se han creado en varios laboratorios en el mundo, pero su potencial para pulsos ultrarrápidos no ha sido probado antes de los experimentos llevados a cabo en la Universidad de Aalto.

Medir las propiedades de los pulsos es muy exigente debido a su tremenda velocidad.

"El logro clave aquí es que hemos logrado demostrar experimentalmente que los pulsos de láser son realmente ultrarrápidos. El láser se produce en modos ópticos que son híbridos de luz y movimiento de electrones en el metal. Estos modos se denominan resonancias reticulares de superficie. "explica el profesor de la Academia Päivi Törmä.

La luz láser primero es comprimida por las nanopartículas metálicas en dimensiones de sub-longitud de onda, y luego escapa de los modos de resonancia de la red de superficie como un picosegundo rápido, pulso láser concentrado.

"Este tipo de láseres de matriz de nanopartículas metálicas son excelentes para generar radiación láser pulsada con una alta velocidad de modulación, "dice el estudiante de doctorado Aaro Väkeväinen.

El pulso generado por el láser de matriz de nanopartículas es tan rápido que no existen cámaras electrónicas convencionales que puedan capturar su dinámica. Los investigadores utilizaron otro láser como "cámara, "Tomando fotografías muy rápidas del diminuto láser. El método se llama espectroscopia de bomba-sonda.