Un nuevo estudio muestra que el material colorante orgánico combinado con nanoestructuras metálicas puede proporcionar una dinámica de láser ultrarrápida con pulsos láser cortos y de aparición rápida.
"Queríamos saber qué tan rápido podemos encender y apagar nuestro dispositivo láser. Generar pulsos láser rápidamente puede ser muy útil en el procesamiento de la información y puede mejorar la respuesta de algunos dispositivos optoelectrónicos", explica el investigador postdoctoral Konstantinos Daskalakis de la Universidad de Aalto.
Las muestras utilizadas en los experimentos están hechas de nanopartículas de oro colocadas en vidrio e inmersas en un material orgánico emisor de luz. Las nanopartículas están dispuestas muy cerca unas de otras en una matriz cuadrada. Los campos eléctricos localizados alrededor de las partículas dan como resultadoAltas intensidades de campo que aceleran la dinámica molecular en el colorante orgánico.
Los campos electromagnéticos y las partículas de oro conductoras interactúan entre sí y con el tinte orgánico para generar un pulso láser direccional que es ultrarrápido, una billonésima de segundo de largo.
Generar un láser de este tipo es prometedor para la conmutación y detección totalmente ópticas y potencialmente mejorará la velocidad de las telecomunicaciones ópticas y el rendimiento de los dispositivos que usan luz para procesar información, como cámaras y transistores.
Los nanolasers muy pequeños no suelen proporcionar haces claramente direccionales. La disposición de nanopartículas en una matriz mejora considerablemente la direccionalidad. Estos láseres ya se han creado en varios laboratorios del mundo, pero su potencial para pulsos ultrarrápidos no se ha demostrado antes de los experimentos realizados enUniversidad Aalto.
Medir las propiedades de los pulsos es muy exigente debido a su tremenda velocidad.
'El logro clave aquí es que hemos logrado demostrar experimentalmente que los pulsos láser son realmente ultrarrápidos. El láser se produce en modos ópticos que son híbridos de luz y el movimiento de electrones en metal. Estos modos se llaman resonancias de celosía de superficie,'explica el profesor de la Academia Päivi Törmä.
Las nanopartículas metálicas exprimen primero la luz láser en dimensiones de sublongitud de onda, y luego escapa de los modos de resonancia de la red superficial como un pulso láser concentrado de picosegundos.
'Este tipo de láser de matriz de nanopartículas metálicas es excelente para generar radiación láser pulsada con una alta velocidad de modulación', dice el estudiante de doctorado Aaro Väkeväinen.
El pulso generado por el láser de matriz de nanopartículas es tan rápido que no hay cámaras electrónicas convencionales que puedan capturar su dinámica. Los investigadores utilizaron otro láser como una "cámara", que toma imágenes muy rápidas del pequeño láser. El método esllamado espectroscopía bomba-sonda.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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