Los investigadores han logrado un gran avance en el control de láseres de cascada cuántica de terahercios, lo que podría conducir a la transmisión de datos a una velocidad de 100 gigabits por segundo, alrededor de mil veces más rápido que una Ethernet rápida que opera a 100 megabits por segundo.

Lo que distingue a los láseres de cascada cuántica de terahercios de otros láseres es el hecho de que emiten luz en el rango de terahercios del espectro electromagnético. Tienen aplicaciones en el campo de la espectroscopia donde se utilizan en análisis químicos.

Los láseres también podrían eventualmente proporcionar ultrarrápidos, Enlaces inalámbricos de salto corto donde grandes conjuntos de datos deben transferirse a través de campus hospitalarios o entre instalaciones de investigación en universidades, o en comunicaciones por satélite.

Para poder enviar datos a estas velocidades aumentadas, los láseres deben modularse muy rápidamente:encendiéndose y apagándose o pulsando alrededor de 100 mil millones de veces por segundo.

Los ingenieros y científicos hasta ahora no han logrado desarrollar una forma de lograrlo.

Un equipo de investigación de la Universidad de Leeds y la Universidad de Nottingham cree que han encontrado una forma de ofrecer una modulación ultrarrápida, combinando el poder de las ondas acústicas y de luz. Han publicado sus hallazgos hoy en Comunicaciones de la naturaleza .

John Cunningham, Profesor de Nanoelectrónica en Leeds, dijo:"Se trata de una investigación apasionante. Por el momento, el sistema para modular un láser de cascada cuántica es impulsado eléctricamente, pero ese sistema tiene limitaciones.

"Irónicamente, la misma electrónica que entrega la modulación generalmente frena la velocidad de la modulación. El mecanismo que estamos desarrollando se basa en cambio en ondas acústicas ".

Un láser de cascada cuántica es muy eficiente. Cuando un electrón pasa a través del componente óptico del láser, atraviesa una serie de 'pozos cuánticos' donde el nivel de energía del electrón cae y se emite un fotón o pulso de energía luminosa.

Un electrón es capaz de emitir múltiples fotones. Es este proceso el que se controla durante la modulación.

En lugar de utilizar electrónica externa, Los equipos de investigadores de las universidades de Leeds y Nottingham utilizaron ondas acústicas para hacer vibrar los pozos cuánticos dentro del láser de cascada cuántica.

Las ondas acústicas se generaron por el impacto de un pulso de otro láser sobre una película de aluminio. Esto hizo que la película se expandiera y contrajera, enviando una onda mecánica a través del láser de cascada cuántica.

Tony Kent, El profesor de Física en Nottingham dijo "Esencialmente, lo que hicimos fue usar la onda acústica para sacudir los intrincados estados electrónicos dentro del láser de cascada cuántica. Entonces pudimos ver que su salida de luz en terahercios estaba siendo alterada por la onda acústica ".

El profesor Cunningham agregó:"No llegamos a una situación en la que pudiéramos detenernos y comenzar el flujo por completo, pero pudimos controlar la salida de luz en un pequeño porcentaje, que es un gran comienzo.

"Creemos que con un mayor refinamiento, podremos desarrollar un nuevo mecanismo para el control completo de las emisiones de fotones del láser, y quizás incluso integrar estructuras que generen sonido con el láser de terahercios, para que no se necesite una fuente de sonido externa ".

El profesor Kent dijo:"Este resultado abre una nueva área para que la física y la ingeniería se unan en la exploración de la interacción de las ondas de luz y sonido de terahercios, que podría tener aplicaciones tecnológicas reales ".