EL PRIMER ANTI−LASER YA ES UNA REALIDAD

En el anti-láser, ondas de luz entrantes se encuentran atrapadas en una cavidad donde rebotan hasta que son finalmente absorbidas. (Imagen: Yidong Chong / Universidad de Yale)

Más de 50 años después de la invención del láser, científicos de la Universidad de Yale han construido el primer anti-láser del mundo, en el cual un haz de luz entrante interfiere con otro de forma que se cancelan perfectamente entre sí. El descubrimiento allana el camino hacia un número de nuevas tecnologías con aplicaciones en ámbitos como la computación, la óptica, el armamento militar y la radiología.

Los láser convencionales, que se "inventaron"  (a través de ingeniería inversa) en 1960, usan lo que se conoce como -medio de ganancia-, normalmente un semiconductor como el arseniuro de galio, para producir un haz focalizado de luz coherente «luz con longitudes de onda con la misma frecuencia y amplitud que están sincronizadas entre sí».

Hace un par de años, el físico de Yale, A. Douglas Stone y su equipo, publicaron un estudio explicando la teoría tras el anti-láser, demostrando que tal dispositivo podría construirse a partir del silicio, el material semiconductor más común. Pero no ha sido hasta ahora, tras unir fuerzas con el grupo experimental de su colega Hui Cao, cuando el equipo ha construido realmente un anti-láser funcional, que ellos llaman amortiguador perfecto coherente.

El equipo, cuyos resultados aparecen en un ejemplar de la revista Science, centraron dos haces láser con frecuencias específicas en una cavidad que contenía una oblea de silicio que actuaba como “medio de pérdida”. La oblea alineaba la luz de las ondas de tal forma que quedaban perfectamente atrapadas, rebotando indefinidamente hasta que finalmente eran absorbidas y transformadas en calor.

D. Stone entiende que el -amortiguador perfecto coherente- (anti-láser), podrá algún día usarse como interruptor óptico, detector y otros componentes en la próxima generación de computadores, conocidos como computadores ópticos, los cuales estarán alimentados por luz además de electrones. Otra aplicación podría ser en radiología, donde D. Stone manifestó que podría emplearse el principio del anti-láser para focalizar radiación electromagnética en una pequeña región dentro de un tejido humano normalmente opaco, para propósitos terapéuticos o de imagen.

Teóricamente, el anti-láser debería ser capaz de absorber el 99,999% de la luz entrante. Debido a limitaciones experimentales, el actual anti-láser del equipo absorbe el 99,4%. “Pero el anti-láser que hemos construido es sólo una prueba de concepto”, comenta Stone. “Confío en que empezaremos a aproximarnos al límite teórico conforme construyamos un anti-láser más sofisticado”. De forma similar, el primer anti-láser del equipo tiene aproximadamente un centímetro de diámetro por el momento, pero D. Stone cuenta que las simulaciones por ordenador han demostrado cómo construir uno tan pequeño como seis micrómetros (aproximadamente una vigésima parte de la anchura de un cabello humano).

El equipo que construyó el anti-láser, liderado por Hui Cao y otro físico de Yale, Wenjie Wan, demostró el efecto para la radiación cercana al infrarrojo, que es ligeramente más “roja” de lo que puede ver el ojo y es la frecuencia de luz que absorbe de forma natural el dispositivo cuando se usa silicio común. Pero el equipo espera que, con algunos ajustes de la cavidad y del medio de pérdida en futuras versiones, el anti-láser será capaz de absorber luz visible así como frecuencias específicas usadas en las comunicaciones por fibra óptica.

Fue mientras explicaba la física compleja tras los láser a un profesor visitante cuando realmente D. Stone llegó a la idea del anti-láser. Cuando D. Stone sugirió a su colega que pensara sobre un láser que trabaja a la inversa para ayudarle a comprender cómo funcionan los láser convencionales, entonces D. Stone empezó a contemplar si era posible realmente construir un láser que funcionase a la inversa, absorbiendo la luz en una frecuencia específica en lugar de emitirla.

“Pasó de ser un útil experimento mental a tenerme pensando si realmente podía hacerlo”, comentó Stone.

“Tras algo de investigación, encontré que algunos físicos habían apuntando tal concepto en libros y artículos científicos, pero ninguno había desarrollado la idea”.

Fuente: Yale University