Una nueva investigación podría hacer que los láseres que emiten una amplia gama de colores sean más accesibles y abrir nuevas aplicaciones, desde las comunicaciones y la detección hasta las pantallas.

Investigadores del Centro de Investigación en Electrónica y Fotónica Orgánica (OPERA) de la Universidad de Kyushu informaron sobre un láser de película delgada orgánica bombeado ópticamente que puede emitir luz de forma continua durante 30 ms, que es más de 100 veces más largo que los dispositivos anteriores.

A diferencia de los láseres inorgánicos que se encuentran comúnmente en unidades de CD y punteros láser, Los láseres orgánicos de película delgada utilizan una capa delgada de moléculas orgánicas como medio láser, que es el material en el dispositivo que realmente produce láser al emitir y amplificar la luz cuando se excita con una fuente de energía. En este caso, la fuente de energía era la luz ultravioleta intensa de un láser inorgánico.

Una característica muy prometedora de los láseres orgánicos de película delgada es la posibilidad de lograr colores más fácilmente que son difíciles con los láseres inorgánicos. Diseñando y sintetizando moléculas con nuevas estructuras, Es posible la emisión de cualquier color del arco iris.

"La gente ha estado estudiando láseres orgánicos de película delgada durante mucho tiempo, pero los procesos de degradación y pérdida han limitado en gran medida la duración de la emisión, "dice Atula S. D. Sandanayaka, autor principal del artículo en Avances de la ciencia informar los nuevos resultados.

Los investigadores pudieron reducir estos problemas y extender la duración del láser combinando tres estrategias.

Para reducir las pérdidas importantes que se originan por la absorción de la emisión láser por paquetes de energía, llamados excitones tripletes, que se acumulan en el medio láser orgánico durante la operación, los investigadores encontraron un medio láser orgánico con excitones tripletes que absorben un color de luz diferente al emitido por el láser.

La degradación térmica causada por el calentamiento de los láseres durante el funcionamiento se redujo construyendo los dispositivos sobre una oblea de silicio cristalino y pegando un trozo de vidrio de zafiro sobre el medio láser orgánico con un polímero especial.

El silicio y el zafiro, que son buenos conductores de calor, ayudan a eliminar rápidamente el calor de los dispositivos y al mismo tiempo los encapsula.

Finalmente, mediante la optimización de una estructura de rejilla de uso frecuente, denominada estructura de retroalimentación distribuida de orden mixto, colocada debajo del medio láser orgánico para proporcionar retroalimentación óptica, la energía de entrada necesaria para operar los láseres se redujo a nuevos mínimos, disminuyendo aún más el calentamiento.

"Estos dispositivos realmente funcionan al extremo, así que tenemos que seguir encontrando nuevos trucos para eliminar las ineficiencias y evitar que los dispositivos se quemen solos, "dice la profesora Chihaya Adachi, director de OPERA.

El uso de estos dispositivos simples junto con láseres inorgánicos es prometedor para lograr más fácilmente colores que son difíciles de producir con láseres comunes. con aplicaciones en espectroscopia, comunicaciones, muestra, y sensores.

El desarrollo aún está en curso para mantener la emisión durante períodos aún más largos, pero en cuanto a lo que sigue?

"Nuestro objetivo final es lograr láseres orgánicos de película delgada que utilicen directamente la electricidad como fuente de energía, y este es un paso importante en esa dirección, "dice Adachi.