Revolución en fotónica: láser miniaturizado en un chip abre nuevos caminos

por Liam O'Connor
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Nanophotonic Mode-Locked Laser

Láser nanofotónico basado en niobato de litio, ultrarrápido y con modo de escala de chip bloqueado. Crédito: Alireza Marandi

Un equipo de investigadores ha desarrollado con éxito un pequeño láser integrado de modo bloqueado en una plataforma nanofotónica, capaz de emitir pulsos de luz ultrarrápidos y de alta potencia. Este avance en la tecnología de láser de modo bloqueado (MLL) promete ampliar enormemente el alcance de las aplicaciones de la fotónica.

Avances en la tecnología de láser de modo bloqueado (MLL)

En un esfuerzo por perfeccionar la tecnología que tradicionalmente se basa en grandes equipos de mesa, Quishi Guo y su equipo han condensado un láser de modo bloqueado a las dimensiones de un chip óptico dentro de una plataforma nanofotónica. Este logro ofrece potencial en la creación de sistemas nanofotónicos ultrarrápidos para diversos usos.

Las perspectivas de las MLL compactas

Los láseres de modo bloqueado son conocidos por generar pulsos de luz ultracortos y coherentes a velocidades increíblemente rápidas, medidas en picosegundos y femtosegundos. Estos láseres han sido fundamentales para impulsar varias tecnologías fotónicas, incluida la óptica no lineal extrema, la microscopía de dos fotones y la computación óptica.

Normalmente, los MLL son costosos, consumen mucha energía y dependen de maquinaria y componentes ópticos grandes y separados. En consecuencia, su aplicación se ha limitado principalmente a experimentos de mesa en laboratorio. Además, los MLL integrados existentes destinados a plataformas nanofotónicas enfrentan desafíos importantes, como una potencia máxima baja y capacidades de control limitadas.

Un salto adelante en la integración nanofotónica de MLL

Al combinar un chip amplificador óptico semiconductor con un innovador circuito nanofotónico de película delgada de niobato de litio, Guo y su equipo han producido un MLL integrado compacto.

Según el equipo de investigación, este MLL genera pulsos ópticos ultracortos de aproximadamente 4,8 picosegundos a aproximadamente 1065 nanómetros, logrando una potencia máxima cercana a los 0,5 vatios. Esto representa la energía de pulso de salida más alta y la potencia máxima entre todos los MLL integrados dentro de las plataformas nanofotónicas.

Además, el equipo demostró que la tasa de repetición del MLL integrado se puede ajustar en un rango de aproximadamente 200 megahercios. También demostraron que las propiedades de coherencia del láser se pueden ajustar con precisión, allanando el camino para una fuente de peine de frecuencia nanofotónica en chip totalmente estabilizada.

Para obtener información adicional sobre este avance:

Miniaturización de la tecnología láser ultrarrápida en microchips fotónicos
Reducción de láseres ultrarrápidos al tamaño de la punta de un dedo

Referencia: “Láser de modo bloqueado ultrarrápido en niobato de litio nanofotónico” por Qiushi Guo, Benjamin K. Gutiérrez, Ryoto Sekine, Robert M. Gray, James A. Williams, Luis Ledezma, Luis Costa, Arkadev Roy, Selina Zhou, Mingchen Liu, y Alireza Marandi, 9 de noviembre de 2023, Science.
DOI: 10.1126/ciencia.adj5438

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre el láser de modo nanofotónico bloqueado

¿Cuál es el reciente avance en la tecnología fotónica?

Los investigadores han desarrollado un láser compacto e integrado de modo bloqueado en una plataforma nanofotónica, capaz de emitir pulsos de luz ultrarrápidos y de alta potencia. Este avance en la miniaturización de la tecnología láser de modo bloqueado podría ampliar significativamente las aplicaciones de la fotónica.

¿En qué se diferencia el nuevo láser de modo bloqueado de los tradicionales?

A diferencia de los láseres tradicionales de modo bloqueado, que son voluminosos, costosos y consumen mucha energía, este nuevo láser está miniaturizado al tamaño de un chip óptico. Ofrece energía de pulso de salida alta y potencia máxima, y sus propiedades de coherencia se pueden controlar con precisión.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones del láser miniaturizado de modo bloqueado?

Este láser miniaturizado se puede utilizar en una variedad de tecnologías fotónicas, como la óptica no lineal extrema, la microscopía de dos fotones y la computación óptica. Su tamaño compacto y alto rendimiento lo hacen adecuado para la investigación fotónica avanzada en laboratorio y potencialmente para aplicaciones comerciales en el futuro.

¿Quién lideró la investigación para este avance tecnológico?

La investigación fue dirigida por Quishi Guo y su equipo, quienes se centraron en integrar un chip amplificador óptico semiconductor con un circuito nanofotónico de película delgada de niobato de litio para crear este láser compacto de modo bloqueado.

¿Cuáles son las características clave de este nuevo láser de modo bloqueado?

El láser genera pulsos ópticos ultracortos (~4,8 picosegundos) a alrededor de 1065 nanómetros con una potencia máxima de ~0,5 vatios. Es el más potente en términos de energía de pulso de salida y potencia máxima entre los láseres de modo bloqueado integrados en plataformas nanofotónicas. Además, su tasa de repetición se puede ajustar en un rango de ~200 megahercios.

Más información sobre el láser con modo nanofotónico bloqueado

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6 comentarios

ÓpticaGeek diciembre 26, 2023 - 5:35 pm

Soy un poco escéptico, obtener una potencia tan alta con un chip diminuto parece demasiado bueno para ser verdad. pero si es real, sin duda cambiará las reglas del juego.

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FotónicaVentilador diciembre 26, 2023 - 6:32 pm

Estoy emocionado de ver hasta dónde llega esta tecnología, ¡imagínese las posibilidades en dispositivos médicos y otros campos!

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John Smith diciembre 26, 2023 - 8:24 pm

Vaya, esto es algo realmente genial. ¡Nunca pensé que podrían hacer láseres tan pequeños!

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TechGuru99 diciembre 27, 2023 - 3:38 am

Excelente lectura, pero ¿me vendrían bien más detalles sobre cómo funcionan realmente estos láseres?

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emily_r diciembre 27, 2023 - 6:05 am

¿No se usa también el niobato de litio en teléfonos móviles? La tecnología está loca estos días.

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Amante de la ciencia diciembre 27, 2023 - 11:22 am

¿El artículo menciona a Qiushi Guo pero no hay información sobre de dónde es o qué institución? seria agradable saber

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