Un equipo de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia ha creado un láser capaz de generar pulsos de luz ultracortos incluso en condiciones externas extremadamente difíciles. Esta combinación única de precisión y resistencia se debe al hecho de que todo el proceso de generación de femtosegundolos pulsos láser tienen lugar dentro de una fibra óptica especialmente seleccionada.
Su apariencia parece bastante discreta: solo una caja plana y rectangular, de decenas de centímetros de ancho y aproximadamente la misma altura, con un "hilo" delgado y de punta brillante que sale de ella, tanto tiempo que se enrolla en una bobinaEste pequeño instrumento, construido por físicos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, Polonia, es el primer láser de pulso de su tipo, capaz de generar pulsos de luz de femtosegundos en condiciones ambientales realmente extremas. Su considerable resistencia a factores externos se logróobligando a que toda la actividad generadora de láser ocurra directamente dentro de la fibra óptica misma. Como resultado, el dispositivo tiene el diseño más simple posible y, por lo tanto, es altamente confiable.
Los pulsos de femtosegundos duran solo unas pocas millonésimas de billonésima de segundo. Los láseres utilizados para generar tales pulsos generalmente requieren un resonador óptico, un conjunto de espejos de precisión que es sensible a las condiciones externas. El instrumento construido en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Washington.La física, sin embargo, no usa espejos sino una fibra óptica.
"En nuestro láser, los pulsos ultracortos se generan directamente en el cable de fibra óptica. El diseño es tan simple que no hay nada que pueda descomponerse", dice el Dr. Yuriy Stepanenko Facultad de Física de la Universidad de Washington e IPC PAS. Yél admite que su equipo trató el nuevo láser de maneras muy poco recomendadas por los fabricantes de instrumentos ópticos de precisión normales: "Encendimos el láser y luego calentamos un segmento de la fibra óptica a más de 120 grados Celsius. Por lo tanto, el gradiente de temperatura fuerealmente grande, y el láser aún funcionaba bien. También lo pusimos en un agitador, con una aceleración superior a 7 g. Todavía funcionó después, y lo más interesante también funcionó durante las pruebas ".
El láser de femtosegundos de la Facultad de Física de la Universidad de Washington genera pulsos en una fibra óptica dopada con iterbio. La longitud de onda de la luz emitida es cercana a un micrón 1030 nanómetros, que luego puede multiplicarse generando armónicos de orden superior.
"Las fibras ópticas se conocen desde hace años como una fuente de radiación láser, incluidos los pulsos láser. Hemos ido un paso más allá: hemos seleccionado cuidadosamente la combinación correcta de diodo de bomba láser y cable de fibra óptica, y hemos desarrollado una forma deestabilizar todo el sistema para que sea más eficiente energéticamente para que funcione en el régimen de pulso que queríamos ", explica el estudiante de doctorado Jan Szczepanek Facultad de Física de la Universidad de Washington.
La fibra óptica en sí misma es flexible, por lo que los pulsos láser se pueden llevar fácilmente a lugares inaccesibles a las técnicas láser tradicionales. Para aplicaciones industriales, no es menos importante que el rayo láser aún conserve una excelente calidad espacial independientemente de cómo el cable de fibra ópticaestá posicionado: su sección transversal todavía muestra la "curva de campana" óptima distribución gaussiana. El cable de fibra óptica, que actúa como el resonador óptico principal, funciona con una estabilidad extraordinaria, abriendo la posibilidad de extender el láser para incluir más ópticainstrumentos de acuerdo con las necesidades específicas de los usuarios.
El láser "spaghetti noodle", como lo describen en broma sus diseñadores, también tiene una ventaja más: la simplicidad de su diseño lo convertirá en un instrumento relativamente económico. Construido con componentes disponibles comercialmente un diodo semiconductor de bomba y su controlador,costaría unos pocos miles de euros. Las empresas interesadas en comercializar el dispositivo también podrían buscar formas adicionales de reducir el costo, por ejemplo, utilizando un controlador diseñado a medida.
Dada su capacidad para trabajar de manera estable en condiciones extremadamente difíciles, el láser de fibra óptica de femtosegundos del Instituto de Física Experimental, Facultad de Física de la Universidad de Washington, es excelente para aplicaciones industriales, quizás lo más prometedor en el campo del acabado de superficies a microescalaPor ejemplo, los pulsos ultracortos de duración de femtosegundos se pueden usar para crear microagujeros con bordes lisos y perfilados con precisión. Otras aplicaciones potenciales se encuentran en cortar paneles solares semiconductores y poner marcas en materiales tan duros y preciosos como los diamantes.Aquí tenemos una ventaja sobre los instrumentos que generan pulsos más largos: las tensiones térmicas que se producen en el material a marcar son bastante pequeñas, lo que minimiza el riesgo de decoloración o agrietamiento. El láser de "fideos espaguetis" también podría ser un elemento importante de los dispositivosgenerar radiación de terahercios, como escáneres de aeropuerto, así como dispositivos de medición refinados como en microscopios de dos fotonesopy y equipo médico como en la tomografía de coherencia óptica, utilizada para estudiar tejidos blandos como la retina.
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Materiales proporcionados por Facultad de Física Universidad de Varsovia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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