Artículos | Ingenier�as | Ingenier�a �ptica

En realidad el primer Laser fue un Maser, porque emit�a en el rango de microondas. Pero con el tiempo el t�rmino luz ha ido incorporando un rango mayor y hoy dia se confunde luz con radiaci�n, sea esta de cualquier parte del espectro electromagn�tico.

No es nada f�cil conseguir efecto l�ser a cualquier frecuencia. El medio activo de un l�ser tiene unos niveles de energ�a concretos y el paso de uno a otro es el implicado en la emisi�n de radiaci�n. Ello quiere decir que sintonizar cualquier frecuencia no es una tarea simple. De hecho han sido siempre soluciones externas las que se han propuesto para conseguir emisiones l�ser en cualquier frecuencia. L�seres de colorante primero, que empleaban compuestos colorantes org�nicos que disponen sus niveles de vibraci�n muy pr�ximos y es posible sintonizar en un rango de frecuencias y despu�s mediante el empleo de �ptica no lineal que permite que a partir de una longitud de onda emerjan otras diferentes. Con el advenimiento de los l�seres de semicondutor, el abanico se ha ampliado notablemente y hoy la gama de frecuencias l�ser es bastante amplia.

Si enfocamos un l�ser rojo sobre un cristal no es de esperar que por el otro emerja una luz de color azul, pongamos por caso. Pero si la intensidad es muy elevada podr�a ocurrir. La combinaci�n y redistribuci�n de las ondas y energ�a que transportan pueden provocarlo. As� se han constru�do los osciladores param�tricos. Se alimentan con un l�ser de una sola frecuencia y variando el �ngulo de incidencia sobre un cristal brirrefringente emergen dos longitudes de onda diferentes.

La cuesti�n estriba en que las intensidades requeridas hasta el presente para conseguir el efecto han sido muy elevadas y la cuesti�n era conseguir el efecto a partir de muy poca potencia. Vahala y Carmon, dos cient�ficos de Caltech han encontrado la forma de producir un haz de luz visible a partir de una fuente infrarroja con una potencia inferior a un miliwatio. La radiaci�n infrarroja se emplea en telecomunicaciones a trav�s de fibra �ptica y se dispone de tecnolog�a adecuada para producirla, amplificarla y manipularla, en especial el infrarrojo cercano. Con este descubrimiento se consigue que la luz infrarroja no visible se pueda ver.

La �ptica no lineal es operativa en regimen de alta intensidad. La analog�a con el tr�fico es inmediata. Cuando en una autovia hay poco tr�fico no hay diferencia alguna si se duplica el n�mero de veh�culos, todos circulan pl�cidamente bajo una respuesta lineal, el flujo es el doble. Si el tr�fico es muy denso y la autov�a est� al borde de su capacidad, los veh�culos dejan de actuar de forma independiente y la respuesta ya no es lineal. Algo parecido ocurre con la luz. A elevadas intensidades es muy probable que los fotones choquen entre s� y produzcan otros fotones.

La �ptica no lineal requiere usualmente intensidades de megavatios, pero la estrategia que se ha seguido ahora ha cambiado radicalmente. Siguiendo con la analog�a, la congesti�n la han conseguido a partir de flujos mucho menores obligando a que el tr�fico entre en una redonda sin salida. Han empleado una especie de donut, que es la forma que le han dado al resonador, que han constru�do con una secci�n como la de un cabello humano. Acumulan potencia de forma que un s�lo miliwatio de luz infrarroja puede originar un flujo interno de 300 vatios, con lo que la amplificaci�n es enorme. Con esta luz infrarroja atrapada en el interior la colisi�n de tres fotones infrarrojos puede generar luz visible al combinarse en un solo fot�n de frecuencia triple, es lo que se denomina tercer arm�nico, por razones obvias.

El dispositivo triplica la frecuencia de la luz y opera en un amplio rango de frecuencias. Esto significa que se puede acceder al rango completo del visible, e incluso al ultravioleta. Es la primera vez que se consigue en un chip. Estamos ante una realizaci�n de enorme envergadura por la gran cantidad de aplicaciones de la luz coherente. Es un dispositivo �ptico en un chip de silicio, accesible a la electr�nica ordinaria de los ordenadores. Se abre la enorme puerta de la integraci�n de la �ptica y la electr�nica sobre el mismo chip y el acceso a las t�cnicas de fabricaci�n de gran escala y bajo coste de producci�n

Publicado originalmente en El Faro de Murcia (Espa�a)