Los sistemas de comunicación modernos a menudo emplean fibras ópticas para transportar señales a través o entre dispositivos. La óptica integrada en estos dispositivos combina más de una función en un solo circuito. Sin embargo, la transmisión de señales requiere fibras ópticas largas, lo que dificulta la miniaturización del dispositivo. En lugar de largas fibras ópticas, Los científicos han comenzado a probar guías de ondas planas.

En el Revista de física aplicada , Investigadores de la Universidad de Leeds informan sobre un estudio asistido por láser de un tipo de vidrio que se muestra prometedor como material para amplificadores de guía de ondas planas de banda ancha. Este material se fabrica dopando un tipo de vidrio hecho de zinc, sodio y telurio con el elemento de tierras raras erbio. Los amplificadores de guía de ondas dopados con erbio han llamado la atención porque la transición electrónica para el erbio ocurre en la misma longitud de onda, 1,5 micrones, que es un estándar en tecnologías de telecomunicaciones.

Mientras que una guía de ondas plana guía la luz a lo largo de un solo plano geométrico, Los investigadores utilizaron una técnica conocida como dopaje por plasma con láser ultrarrápido que utiliza láseres ultrarrápidos para incorporar iones de erbio como películas delgadas en un sustrato de sílice. Los investigadores apuntaron un láser de alta intensidad a la superficie del vidrio dopado con erbio, que hizo estallar un cráter diminuto y produjo una película delgada de la pluma de material expulsado.

Sus mediciones durante el proceso de formación de la película se centraron en el umbral de ablación del vidrio. Esta cantidad describe la energía mínima requerida para separar átomos o moléculas mediante una intensa irradiación con láser. Los investigadores determinaron cómo el umbral de ablación en su sistema se vio afectado por el radio del rayo láser, el número de pulsos de láser y la concentración del dopante de iones de erbio.

Descubrieron que el umbral de ablación no depende de la baja concentración de dopaje de iones de erbio necesaria para diseñar cualquier dispositivo. Aunque este estudio se centró exclusivamente en los iones de erbio como dopante, "Este resultado podría aplicarse a otros materiales dieléctricos procesados ​​con láseres ultrarrápidos, "dijo Thomas Mann, un autor en el papel.

Los investigadores también observaron la forma y las características de los diminutos cráteres explotados en el vidrio. Comprender la morfología de los cráteres producidos durante el proceso de fabricación es importante para controlar propiedades como la porosidad, la superficie, y la capacidad del material para dispersar o absorber la luz.

"Estas propiedades son importantes para la ingeniería de otros materiales dieléctricos para aplicaciones de fotocatálisis que exigen un área de superficie, sintiendo células solares y de combustible, y extracción de luz en LED, ", Dijo Mann. La siguiente fase de su investigación implicará una ingeniería más precisa de películas delgadas y guías de onda para amplificadores, sensores y otros dispositivos.