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 señal requiere fibras ópticas largas, lo que dificulta la miniaturización del dispositivoEn lugar de fibras ópticas largas, los científicos han comenzado a probar guías de ondas planas.
en el Revista de Física Aplicada , de AIP Publishing, los 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 hace dopando un tipo de vidrio hecho de zinc, sodio y telurio con el elemento erbio de tierras raras. Los amplificadores de guía de onda dopados con erbio han llamado la atención porque la transición electrónica para el erbio ocurre en la misma longitud de onda, 1,5 micras, que es un estándar en las tecnologías de telecomunicaciones.
Mientras que una guía de onda plana guía la luz a lo largo de un solo plano geométrico, los investigadores utilizaron una técnica conocida como dopaje con plasma 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 ala superficie del vidrio dopado con erbio, que destruyó un pequeño cráter y produjo una película delgada a partir de la columna 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 por irradiación láser intensa. Los investigadores determinaron cómo el umbral de ablación en su sistema se vio afectado por el radiodel rayo láser, el número de pulsos 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 dopantes, "este resultado podría ser aplicable a otros materiales dieléctricos procesados con ultrarrápidoláser ", dijo Thomas Mann, autor del artículo.
Los investigadores también observaron la forma y las características de los pequeños cráteres lanzados al vidrio. Comprender la morfología de los cráteres producidos durante el proceso de fabricación es importante para controlar propiedades como la porosidad, el área de superficie y la capacidad del materialpara dispersar o absorber la luz.
"Estas propiedades son importantes para la ingeniería de otros materiales dieléctricos para aplicaciones exigentes en áreas de superficie en fotocatálisis, sensores, células solares y de combustible, y extracción de luz en LED", dijo Mann. La siguiente fase en su investigación involucrará una ingeniería más precisa depelículas delgadas y guías de onda para amplificadores, sensores y otros dispositivos.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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