Revolución en precisión: el diminuto láser de Ti:safiro en un chip

MadridInvestigadores de la Universidad de Stanford han creado una versión más pequeña y asequible del láser de titanio-zafiro. Estos láseres son reconocidos por su excelente rendimiento y son cruciales en muchos campos, pero su gran tamaño y alto costo han limitado su uso. Este nuevo láser a escala de chip soluciona esos problemas al ser más compacto, menos costoso y más eficiente.

Los láseres tradicionales de Ti:safiro presentan varias desventajas:

• Son voluminosos, ocupando metros cúbicos de espacio.
• Son costosos, con precios de cientos de miles de dólares.
• Necesitan otros láseres de alta potencia, los cuales cuestan alrededor de $30,000 cada uno para funcionar.

Stanford ha creado un minúsculo láser mucho más pequeño y económico que los láseres Ti:sapphire anteriores. Este nuevo láser es 10,000 veces más pequeño y 1,000 veces más barato. Jelena Vuckovic, autora principal de un estudio en Nature, señala que es un enfoque completamente nuevo. Los laboratorios podrían tener cientos de estos láseres rentables en un solo chip.

Joshua Yang, estudiante de doctorado y coautor, explicó la importancia de los láseres de Ti:safiro. Estos láseres pueden generar una gama amplia de colores gracias a su amplio ancho de banda de ganancia. También producen pulsos de luz extremadamente rápidos que duran solo una cuadrillonésima de segundo. Sin embargo, incluso los laboratorios más avanzados poseen pocos de estos láseres debido a su alto costo.

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Los investigadores han desarrollado un método para producir una gran cantidad de estos láseres en una sola oblea. Miles de láseres de Ti:Safiro pueden caber en un disco pequeño, lo que los hace muy eficientes. Yang destacó los beneficios: un chip es ligero, portátil, económico, eficiente y fácil de producir en grandes cantidades. Este avance hace que los láseres de Ti:Safiro sean más accesibles para diversos usos.

Los investigadores construyeron el nuevo láser comenzando con una capa de titanio-zafiro sobre una base de dióxido de silicio, encima de un cristal de zafiro. Hicieron la capa de Ti:safiro muy delgada mediante molienda, grabado y pulido. Luego añadieron pequeñas crestas a esta capa para crear una guía de onda, que dirige la luz y la intensifica. Un diminuto calentador ajusta el color de la luz, permitiendo un rango de 700 a 1,000 nanómetros.

El nuevo láser podría influir en diversas áreas. En la física cuántica, facilita la creación de computadoras cuánticas más pequeñas. En neurociencia, se pueden utilizar pequeños láseres en herramientas diminutas para controlar mejor las neuronas. En el cuidado ocular, puede mejorar la cirugía láser y ofrecer métodos más económicos para revisar la salud visual.

El equipo está trabajando en mejorar su pequeño láser de Ti:safiro y en descubrir cómo producirlo en grandes cantidades. Yang, que pronto obtendrá su doctorado gracias a esta investigación, desea llevar esta tecnología al mercado. Su plan es colocar miles de estos láseres en una sola oblea de 4 pulgadas, lo cual reducirá significativamente el costo por láser.