Los investigadores de la Universidad de Northwestern han diseñado un peine de frecuencia de láser de cascada cuántica QCL que es dramáticamente más eficiente que las iteraciones anteriores.
Dirigido por Manijeh Razeghi, los investigadores del Centro de Dispositivos Cuánticos de Northwestern diseñaron teóricamente y sintetizaron experimentalmente un nuevo material emisor diseñado por deformación. Hecho con el nuevo material, el peine de frecuencia compacto QCL es un orden de magnitud más eficiente y emite más decuatro veces la potencia de salida que todas las demostraciones anteriores.
El peine de frecuencia QCL de Razeghi opera en la región espectral infrarroja, que es útil para detectar muchos tipos diferentes de productos químicos, incluidas las emisiones industriales, explosivos y agentes de guerra química.
"Estamos viendo el comienzo de una verdadera revolución en la tecnología de sensores de gas compactos", dijo Razeghi, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática Walter P. Murphy en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Imagine un sistema portátil que pueda detectar cantidades trazade productos químicos peligrosos en una fracción de segundo "
Con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, el Departamento de Seguridad Nacional, el Comando de Sistemas Aéreos Navales y la NASA, la investigación se publicó en línea en Informes científicos .
Un jugador revolucionario en la ciencia fundamental, un peine de frecuencia es una fuente de luz que emite un espectro que contiene una serie de líneas de frecuencia discretas e igualmente espaciadas. El espaciado exacto de frecuencias es clave para manipular la luz para diversas aplicaciones y ha dado lugar a nuevas tecnologíasen diversos campos, incluida la medicina, las comunicaciones y la astronomía. Hoy en día, los peines de frecuencia abarcan vastas frecuencias de luz desde terahercios a ultravioleta visible a extrema.
"Dado que el peine de frecuencia directa se generó utilizando un láser de femtosegundo de modo bloqueado en la década de 1990, se han utilizado varias técnicas para producir peines de frecuencia", dijo Razeghi. "Pero cada una de estas técnicas requiere múltiples componentes ópticos.compacto ni conveniente "
El trabajo de Razeghi ha permitido generar un peine de frecuencia a partir de un solo componente optoelectrónico de unos pocos milímetros de longitud. El peine de frecuencia QCL resultante es increíblemente compacto y emite más de 300 líneas de frecuencia igualmente espaciadas, que abarcan un rango de 130 centímetros.
"El sistema se basa en un componente producible en masa sin partes móviles", dijo Razeghi, "que es atractivo en términos de costo y durabilidad"
El grupo de Razeghi está buscando formas de aumentar aún más el rango espectral de sus peines de frecuencia QCL. Esto incluye la búsqueda de formas de hacer un peine a escala de chip, temperatura ambiente, frecuencia de terahercios, lo que permitiría nuevas aplicaciones en paquetes no destructivosevaluación e imagen biomédica.
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Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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