Los investigadores del Technion han demostrado, por primera vez, que las emisiones de láser se pueden crear mediante la interacción de la luz y las ondas del agua. Este "láser de ondas de agua" podría usarse algún día en pequeños sensores que combinan ondas de luz, ondas de sonido y agua, o como una característica de los dispositivos microfluídicos de "laboratorio en un chip" que se utilizan para estudiar la biología celular y probar nuevas terapias con medicamentos.

Por ahora, El láser de ondas de agua ofrece un "campo de juego" para los científicos que estudian la interacción de la luz y el fluido a una escala menor que el ancho de un cabello humano. los investigadores escriben en el nuevo informe, publicado la semana pasada en Fotónica de la naturaleza .

El estudio fue realizado por los estudiantes del Instituto Tecnológico Technion-Israel Shmuel Kaminski, Leopoldo Martín, y Shai Maayani, bajo la supervisión del profesor Tal Carmon, jefe del Centro de Optomecánica de la Facultad de Ingeniería Mecánica de Technion. Carmon dijo que el estudio es el primer puente entre dos áreas de investigación que anteriormente se consideraban no relacionadas entre sí:la óptica no lineal y las ondas de agua.

Se puede crear un láser típico cuando los electrones de los átomos se "excitan" por la energía absorbida de una fuente externa, haciendo que emitan radiación en forma de luz láser. El profesor Carmon y sus colegas ahora muestran por primera vez que las oscilaciones de las ondas de agua dentro de un dispositivo líquido también pueden generar radiación láser.

No se ha examinado la posibilidad de crear un láser mediante la interacción de la luz con las ondas del agua, Carmon dijo:principalmente debido a la gran diferencia entre la baja frecuencia de las ondas de agua en la superficie de un líquido (aproximadamente 1, 000 oscilaciones por segundo) y la alta frecuencia de las oscilaciones de las ondas de luz (10 ¹⁴ oscilaciones por segundo). Esta diferencia de frecuencia reduce la eficiencia de la transferencia de energía entre las ondas de luz y agua, que se necesita para producir la emisión láser.

Para compensar esta baja eficiencia, los investigadores crearon un dispositivo en el que una fibra óptica entrega luz en una pequeña gota de octano y agua. Las ondas de luz y las ondas de agua se atraviesan muchas veces (aproximadamente un millón de veces) dentro de la gota, generando la energía que sale de la gota como la emisión del láser de ondas de agua.

La interacción entre la luz de fibra óptica y las minúsculas vibraciones en la superficie de la gota son como un eco, los investigadores anotaron, donde la interacción de las ondas sonoras y la superficie que atraviesan puede hacer que un solo grito sea audible varias veces. Para aumentar este efecto de eco en su dispositivo, los investigadores utilizaron muy transparentes, líquidos que gotean, para fomentar las interacciones entre la luz y las gotas.

Es más, una gota de agua es un millón de veces más suave que los materiales utilizados en la tecnología láser actual. Por tanto, la diminuta presión aplicada por la luz puede provocar una deformación de las gotas un millón de veces mayor que en un dispositivo optomecánico típico. que puede ofrecer un mayor control de las emisiones y capacidades del láser, dijeron los científicos del Technion.