El primer de alta potencia, rayo láser polarizado aleatoriamente con un láser de 'interruptor Q'. Los pulsos ópticos fueron controlados por señales eléctricas. Crédito:(c) Universidad Tecnológica de Toyohashi.
Un equipo internacional de científicos ha producido el primer rayo láser polarizado aleatoriamente con un láser "Q switch", que normalmente emite pulsos de luz tan breves que se miden en nanosegundos. Los láseres son una parte fundamental de la tecnología moderna:se utilizan en todo, desde nuestros automóviles hasta equipos médicos y los satélites que orbitan la Tierra. Ahora, Los investigadores están ampliando las aplicaciones potenciales de láseres aún más pequeños y potentes.
Los investigadores publicaron sus resultados en Informes científicos .
"La evidencia experimental proporcionada en este estudio avanza este campo de investigación hacia la realización de micro láseres integrados controlables activamente, "escribió Taichi Goto, segundo autor del artículo y profesor asistente en el departamento de ingeniería de la información eléctrica y electrónica de la Universidad Tecnológica de Toyohashi en Japón.
Otros colaboradores del estudio incluyen científicos del Instituto de Ciencia Molecular en el Centro de Investigación Láser en Japón y el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad Estatal de Iowa en los Estados Unidos.
Los láseres de conmutación Q se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluso en procedimientos quirúrgicos, y puede producir resultados más precisos con menos daño que las herramientas tradicionales. Los láseres requieren la integración de responsabilidades activas y pasivas para lograr la máxima eficiencia.
Pulso óptico obtenido. La potencia máxima fue de aproximadamente 1 kW. El ancho del pulso fue de 25 ns. Crédito:(c) Universidad Tecnológica de Toyohashi.
"Hay dos ventajas para controlar activamente los micro láseres integrados, "dijo Goto." El tamaño es pequeño, y se puede utilizar la técnica de producción en masa. El precio de una pieza de láser Q Switch puede reducirse mediante la integración ".
Una técnica llamada conmutación Q produce salidas de pulso cortas pero de alta potencia. Como en otros láseres, una corriente eléctrica excita electrones en un medio láser; en este caso, es un cristal utilizado en láseres de estado sólido y emite la energía resultante como luz amplificada. La luz se puede polarizar en una dirección u otra, pero es casi imposible cambiar la luz polarizada aleatoriamente en un pequeño láser Q switch.
Goto y su equipo usaron el cambio de Q, junto con un láser de una décima parte del tamaño de un centavo americano, para producir un rayo láser diez veces más potente de lo que se informó anteriormente con un láser más grande.
Junto con el cambio de tamaño del láser, los investigadores también ajustaron el material magnético a través del cual viaja la luz y se amplifica a un pulso más poderoso. Con la adición de un granate de neodimio-itrio-aluminio, Goto podría usar magnetoóptica para controlar mejor cómo se mueve la luz dentro de la cavidad del láser.
Por primera vez, la luz polarizada aleatoriamente (no polarizada) se generó utilizando un láser de conmutación Q magneto-óptico en este trabajo, abriendo un nuevo campo de aplicaciones. Crédito:(c) Universidad de tecnología de Toyohashi.
Los pulsos cortos permiten a los investigadores cambiar la polarización del láser mediante la manipulación de los fotones que componen la luz. En lugar de una luz constante, cada pulso se puede cambiar. El tamaño del láser significa que la energía se dispara, en lugar de disiparse a medida que viaja dentro del sistema.
Los investigadores planean aumentar la potencia máxima de su sistema, según Goto. También planean aplicar el sistema como un micro láser integrado para más pruebas.
