Los láseres se han convertido en una parte importante de nuestra vida cotidiana.

Desde teléfonos y tabletas hasta automóviles autónomos y comunicación de datos, incluso la información que está leyendo en este momento probablemente se le envíe a través de láser.

Las aplicaciones de la tecnología son tan amplias que incluso los investigadores que trabajan con láseres a diario se sorprenden continuamente.

Entre ellos se encuentra el Dr. Martin Plöschner, investigador de la Universidad de Queensland, de la Escuela de Tecnología de la Información e Ingeniería Eléctrica (ITEE).

"He estado trabajando con láseres durante los últimos 15 años y, sin embargo, a menudo me sorprende encontrarlos en los lugares más inesperados", dijo el Dr. Plöschner.

"En muchas de sus aplicaciones, los láseres operan en una parte del espectro que es invisible para nuestros ojos.

"Y lo que los ojos no pueden ver, la mente a menudo no lo sabe.

"Si los láseres operaran más en la parte visible del espectro, el mundo que nos rodea sería un magnífico espectáculo de láser".

Una de esas aplicaciones ocultas de los láseres es la comunicación de datos ópticos, donde la luz del láser se desliza a través de fibras ópticas para entregar información.

Pero la demanda cada vez mayor de un acceso más rápido y frecuente a los datos está llevando a las redes de fibra óptica de todo el mundo a su límite:la llamada "crisis de capacidad".

El Dr. Joel Carpenter del ITEE de la UQ dijo que los pulsos de luz láser transmitidos a lo largo de las fibras de vidrio o plástico viajan a diferentes velocidades y pueden superponerse, lo que ralentiza el proceso.

"Imagínese gritándole a un amigo a través de un largo tubo de concreto", dijo el Dr. Carpenter. "Su mensaje se distorsionará según la cantidad de eco de la tubería, y también tendrá que esperar a que los ecos de un mensaje se apaguen antes de poder enviar el siguiente.

"Es un problema similar en grandes grupos de servidores informáticos, donde la cantidad de eco depende de la forma y el color de los láseres que se lanzan a la fibra óptica".

Medir las propiedades de los láseres es vital para realizar mejoras, pero no ha habido ningún método para capturar completamente esta complejidad.

Hasta ahora.

El Dr. Plöschner, el Dr. Carpenter y su equipo, con experiencia en manipulación, modelado y caracterización de rayos láser, estaban ansiosos por resolver el problema.

Se asociaron con el fabricante líder de láseres II-VI Inc. y pasaron tres años trabajando en una forma de hacer que los láseres fueran más rápidos y mejorar su rendimiento.

Desarrollaron una herramienta que mide la salida de los láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL) y permite examinar la gran cantidad de datos que transporta su luz.

"El sistema en sí tiene aproximadamente el tamaño de una caja de zapatos y simplemente se inserta en la trayectoria del rayo láser", dijo el Dr. Plöschner.

"Puede decirnos cómo evoluciona el rayo láser en el tiempo y cambia su forma y color.

"Esa información es crucial para saber cómo viaja el haz a través del enlace de fibra".

Los resultados ahora se pueden utilizar para mejorar la próxima generación de láseres.

"Nuestra herramienta permitirá identificar las características del haz que contribuyen a la 'difusión de pulsos' en el enlace óptico, lo que ralentiza los datos", dijo el Dr. Plöschner.

"Los ingenieros láser pueden diseñar láseres sin estas características engañosas, lo que lleva a enlaces ópticos con mayor velocidad y mayor distancia de operación.

"Y cualquier herramienta que pueda facilitar una transferencia de datos más rápida en distancias más largas es útil".

El Dr. Plöschner dijo que la tecnología láser mejorada beneficiará a una variedad de industrias, desde las telecomunicaciones hasta la seguridad y la fabricación de automóviles.

"Los autos autónomos usan láseres para hacer una imagen 3D de la escena para ayudarlos a navegar a través del tráfico o estacionarse en reversa en un lugar estrecho", dijo.

"Y cientos de pequeños láseres lo escanean cada vez que usa el reconocimiento facial para desbloquear su teléfono inteligente.

"No sorprende entonces que haya una gran demanda para fabricar láseres con un rendimiento mejorado.

"Este avance desbloqueará un tesoro de información de haces ópticos".

La investigación ha sido publicada en Nature Communications . + Explora más

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