Los resonadores del modo de galería susurrante WGM se utilizan para hacer pequeños micro-láseres, sensores, interruptores, enrutadores y otros dispositivos. Estas pequeñas estructuras dependen de un fenómeno similar al efecto observado en galerías circulares, como en algunas catedrales o museos, donde las ondas de sonido viajan a través de la galería y se reflejan y reenfocan con tanta fuerza que se puede escuchar un susurro en un lado.
El mismo fenómeno se aplica a la luz. Cuando la luz se almacena en resonadores activos esféricos o en forma de anillo, las ondas se superponen de tal manera que pueden producir luz láser. Esta semana APL Photonics , por AIP Publishing, los investigadores informan un nuevo tipo de micro láser WGM dopado con colorante que produce luz con longitudes de onda ajustables. No solo el rango de sintonización de los nuevos dispositivos es más amplio de lo que ha sido posible en el pasado, es completamente reversible.
Según el autor principal, Tobias Siegle, del Instituto de Tecnología Karlsruhe de Alemania, una característica única del diseño es que la sintonización es posible al cambiar el tamaño de un sustrato flexible. Estirar el sustrato cambia la distancia entre los dos lados deldisco dividido en el resonador y, por lo tanto, la longitud de onda de la luz producida.
El disco en sí es típicamente de aproximadamente 25 micras de ancho, con un espacio inicial entre sus dos mitades de aproximadamente 2.5 micras, apenas 3 por ciento del diámetro de un cabello humano típico. El disco está montado sobre un elastómero o sustrato plástico elástico, quese puede tirar en una dirección perpendicular a la división del disco, disminuyendo el tamaño del espacio. La luz producida por estos micro-láseres se desplaza hacia el rango azul del espectro cuando el tamaño del espacio disminuye. Observaron cambios de longitud de onda de varios nanómetros en el rango visible..
"Nuestro nuevo diseño produce un amplio rango de sintonización que no se puede lograr fácilmente con otros resonadores WGM", dijo Siegle. "Además, el mecanismo de sintonización es completamente reversible".
Esta característica permite que el dispositivo se use en la investigación de óptica fundamental. Otra característica de la tecnología de disco dividido es la sensibilidad mejorada en la detección del índice de refracción.
"Para un ancho de espacio de 1,4 micras, el rendimiento de detección aumenta en un 65 por ciento", dijo Siegle, cuando se compara con un resonador de disco de referencia sin espacio.
Los dispositivos más útiles tienen un umbral de baja duración, ya que esto permite el uso de pequeñas cantidades de energía. Un umbral bajo reduce o evita el foto-blanqueamiento de las moléculas de tinte utilizadas en el dispositivo y aumenta su vida útil esperada. Los investigadores probaron sudiseño y láser de bajo umbral encontrado para discos divididos fabricados utilizando una técnica de litografía tridimensional o de haz de electrones.
Otra cantidad que estudiaron es la calidad, o factor Q, que corresponde al tiempo de almacenamiento de fotones en la cavidad láser. Es deseable un valor Q alto, y aunque los investigadores descubrieron que su diseño de disco dividido redujo un poco la Q, el umbral de láserestaba dentro de un rango apropiado, haciendo que el diseño sea valioso.
El trabajo futuro se centrará en el desarrollo de guías de ondas de resonador acopladas sintonizables, que pueden usarse como líneas o filtros de retardo óptico, y en otras aplicaciones.
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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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