Los científicos han desarrollado un nuevo tipo de láser que puede suministrar grandes cantidades de energía en muy poco tiempo, con aplicaciones potenciales en cirugía ocular y cardíaca o la ingeniería de materiales delicados.
El Director del Instituto de Fotónica y Ciencia Óptica de la Universidad de Sydney, Profesor Martijn de Sterke, dijo: "Este láser tiene la propiedad de que a medida que su duración del pulso disminuye a menos de una billonésima de segundo, su energía podría atravesar eltecho.
"Esto los convierte en candidatos ideales para el procesamiento de materiales que requieren pulsos cortos y potentes. Una aplicación podría ser la cirugía corneal, que se basa en la extracción suave del material del ojo. Esto requiere pulsos de luz fuertes y cortos que no calientan ydañar la superficie "
La investigación se publica hoy en Fotónica de la naturaleza .
Los científicos han logrado este notable resultado al regresar a una tecnología láser simple que es común en telecomunicaciones, metrología y espectroscopía. Estos láseres usan un efecto conocido como ondas de solitón, que son ondas de luz que mantienen su forma a largas distancias.
Los solitones se identificaron por primera vez a principios del siglo XIX, no en la luz sino en las ondas de agua en los canales industriales de Inglaterra.
"El hecho de que las ondas de solitón en la luz mantengan su forma significa que son excelentes para una amplia gama de aplicaciones, incluidas las telecomunicaciones y la espectrometría", dijo el autor principal, el Dr. Antoine Runge, de la Facultad de Física.
"Sin embargo, aunque los láseres que producen estos solitones son fáciles de fabricar, no tienen mucho impacto. Se requiere un sistema físico completamente diferente y costoso para producir los pulsos ópticos de alta energía utilizados en la fabricación".
El coautor Dr. Andrea Blanco-Redondo, Jefe de Silicon Photonics en Nokia Bell Labs en los Estados Unidos, dijo: "Los láseres Soliton son la forma más simple, rentable y robusta de lograr estas explosiones cortas. Sin embargo, hasta ahora,los láseres de solitón convencionales no podían entregar suficiente energía.
"Nuestros resultados tienen el potencial de hacer que los láseres de solitón sean útiles para aplicaciones biomédicas", dijo el Dr. Blanco-Redondo, quien anteriormente estaba en el Instituto Nano de la Universidad de Sydney.
Esta investigación se basa en el trabajo anterior establecido por el equipo del Instituto de Fotónica y Ciencia Óptica de la Universidad de Sydney, que publicó su descubrimiento de solitones de cuarto puro en 2016.
Una nueva ley en física láser
En un láser de solitón normal, la energía de la luz es inversamente proporcional a la duración de su pulso, demostrado por la ecuación E = 1 / τ. Si reduce a la mitad el tiempo de pulso de la luz, obtiene el doble de la cantidad de energía.
Usando solitones cuárticos, la energía de la luz es inversamente proporcional a la tercera potencia de la duración del pulso, o E = 1 / τ 3 . Esto significa que si su tiempo de pulso se reduce a la mitad, la energía que entrega en ese tiempo se multiplica por un factor de ocho.
"Es esta demostración de una nueva ley en física láser lo más importante en nuestra investigación", dijo el Dr. Runge. "Hemos demostrado que E = 1 / τ 3 y esperamos que esto cambie la forma en que se pueden aplicar los láseres en el futuro "
Establecer esta prueba de principio permitirá al equipo fabricar láseres de solitón más potentes.
El Dr. Blanco-Redondo dijo: "En esta investigación produjimos pulsos que son tan cortos como una billonésima de segundo, pero tenemos planes de acortarnos mucho más que eso".
"Nuestro próximo objetivo es producir pulsos de duración de femtosegundos, una cuadrillonésima de segundo", dijo el Dr. Runge. "Esto significará pulsos láser ultracortos con cientos de kilovatios de potencia máxima".
El profesor De Sterke dijo: "Esperamos que este tipo de láser pueda abrir una nueva forma de aplicar luz láser cuando necesitemos un pico de energía alto pero donde el material base no esté dañado".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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