Lasers verdes: pequenos dispositivos transformam tecnologia com amplas aplicações e superam o desafio do "green gap"

São PauloCientistas alcançam avanço em lasers verdes

Cientistas fizeram um grande avanço na tecnologia de laser ao desenvolverem pequenos lasers que emitem luz verde. Criar lasers verdes estáveis e compactos sempre foi um desafio, conhecido como o "gap verde". Métodos anteriores que usavam correntes elétricas em semicondutores funcionavam para lasers vermelhos e azuis, mas não para os verdes. Agora, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) resolveram esse problema alterando uma pequena peça óptica chamada microressonador.

A equipe desenvolveu um dispositivo minúsculo, do tamanho de um chip, que pode alterar sua espessura e aumentar a exposição ao ar. Isso permite a produção de várias faixas de luz que cobrem todo o "gap verde". Essa melhoria pode ser aplicada de diversas maneiras empolgantes.

• Comunicações subaquáticas graças à transparência da água a comprimentos de onda azul-verde
• Tratamentos médicos como laser para retinopatia diabética
• Displays de projeção a laser em cores totais
• Computação e comunicação quântica

O microressonador utilizado neste estudo é feito de nitreto de silício. Quando a luz infravermelha entra no dispositivo em formato de anel, ela circula várias vezes, tornando-se muito intensa e interagindo com o nitreto de silício. Essa interação provoca a oscilação paramétrica óptica (OPO), criando dois novos comprimentos de onda de luz chamados de idler e sinal. Os pesquisadores ajustaram o microressonador para produzir mais de 150 diferentes comprimentos de onda.

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Lasers Verdes em Chips Potencializam Novas Aplicações

Lasers verdes construídos em chips agora podem funcionar com outros dispositivos para uma variedade maior de utilizações. Por exemplo, na computação quântica, pequenos lasers verdes podem armazenar dados em qubits. Normalmente, sistemas quânticos utilizam lasers maiores e mais pesados, que são difíceis de usar fora dos laboratórios.

Aumentar a eficiência energética na produção de cores de laser em intervalo verde é crucial. Atualmente, apenas uma pequena fração da potência do laser de entrada é convertida em potência de saída. Melhorar as conexões entre o laser de entrada e o guia de ondas que direciona a luz para o microressonador pode aumentar significativamente essa eficiência.

Este avanço completa a variedade de lasers minúsculos e aumenta sua utilidade em diversos campos de tecnologia avançada. Assim, o trabalho da equipe do NIST é fundamental, trazendo novas oportunidades e aplicações aprimoradas em várias áreas.