Un equipo de investigación dirigido por ingenieros eléctricos de UCLA ha desarrollado una nueva técnica para controlar el estado de polarización de un láser que podría conducir a una nueva clase de poderosos, láseres de alta calidad para su uso en imágenes médicas, detección y detección de sustancias químicas, o investigación científica fundamental.

Piense en gafas de sol polarizadas, que ayudan a las personas a ver más claramente con luz intensa. La polarización funciona filtrando las ondas de luz visible para permitir que solo pasen las ondas que tienen su campo eléctrico apuntando en una dirección específica. que reduce el brillo y el deslumbramiento.

Como brillo y color, La polarización es una propiedad fundamental de la luz que surge de un láser. La forma tradicional de controlar la polarización de un láser era utilizar un componente separado como un polarizador o una placa de ondas. Para cambiar su polarización, el polarizador o la placa de ondas deben girarse físicamente, un proceso lento que da como resultado un sistema láser físicamente más grande.

El equipo de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli de UCLA desarrolló un material artificial especializado, un tipo de "metasuperficie, "que puede ajustar el estado de polarización del láser de forma puramente electrónica, sin partes móviles. La investigación fue publicada en Optica . El gran avance se aplicó a una clase de láseres en el rango de frecuencias de terahercios en el espectro electromagnético, que se encuentra entre las microondas y las ondas infrarrojas.

"Si bien hay algunas formas de cambiar rápidamente la polarización en el espectro visible, en el rango de terahercios, actualmente hay una falta de buenas opciones, "dijo Benjamin Williams, profesor asociado de ingeniería eléctrica e investigador principal de la investigación. "En nuestro enfoque, el control de polarización está integrado en el propio láser. Esto permite una configuración más compacta e integrada, así como la posibilidad de una conmutación electrónica muy rápida de la polarización. También, nuestro láser genera eficientemente la luz en el estado de polarización deseado; no se desperdicia energía del láser generando luz con la polarización incorrecta ".

La radiación de terahercios penetra en muchos materiales, como recubrimientos dieléctricos, pinturas espumas plástica, materiales de embalaje, y más sin dañarlos, Dijo Williams.

"Por eso, algunas aplicaciones incluyen la evaluación no destructiva en entornos industriales, o revelar rasgos ocultos en el estudio del arte y las antigüedades, "dijo Williams, quien dirige el Laboratorio de Dispositivos de Terahercios y Nanoestructuras Intersubbandas. "Por ejemplo, nuestro láser se puede utilizar para obtener imágenes de terahercios, donde la adición de contraste de polarización puede ayudar a descubrir información adicional en la obra de arte, como la detección de bordes mejorada para defectos ocultos o estructuras ".

El trabajo se basa en el desarrollo reciente del grupo del primer láser emisor de superficie de cavidad externa vertical del mundo, o VECSEL, que opera en el rango de terahercios.

Su nueva metasuperficie cubre un área de 2 milímetros cuadrados y tiene un patrón en zigzag distintivo de antenas de alambre que recorren su superficie. Una corriente eléctrica corre a través de los cables, energizar selectivamente segmentos particulares del material láser, que permite al usuario cambiar y personalizar el estado de polarización según sea necesario.