Una manera más inteligente de fabricar rayos de luz ultravioletas
Las fuentes de luz ultravioleta actuales tienen hambre de poder, son voluminosas y caras. La Universidad de Michigan ha encontrado una manera mejor de construir fuentes de luz ultravioleta compactas con bajo consumo de energía que podría mejorar la información de almacenamiento, microscopía y los análisis químicos.
Un artículo sobre esta investigación se publicó recientemente en la revista Optics Express. La investigación fue dirigida por Mona Jarrahiy y Tal Carmon, profesores asistentes del Departamento de Ingenería Eléctrica y Ciencias de la Computación. El experimento fue realizado por Jeremy Moore y Matthew Tomes, ambos estudiantes de posgrado del mismo departamento.
Los investigadores han optimizado un tipo de resonador óptico para tomar la señal de infrarrojos de unos láser relativamente baratos y compatibles en telecomunicaciones, con bajo consumo de energía, procesos no lineales, impulsándolo a un haz de luz ultravioleta de alta energía.
Su resonador óptico es un disco a escala milímetrica con una forma de ingeniería de alta precisión y pulido suave de superficie para fomentar que el rayo entrante gane energía mientras circula en el resonador.
"Optimizamos la estructura para alcanzar una alta ganancia sobre una amplia gama de longitudes de onda óptica", dijo Jarahi. "Esto nos permite hacer fuentes de ultravioleta de bajo costo, con longitud de onda sintonizable usando niveles de energía del infrarrojo".
Los investigadores usaron su resonador para generar la cuarta armónica del haz infrarrojo con la cual empezaron.
Como las distorsiones armónicas que se obtienen de nuevas frecuencias de sonido cuando uno sube el volumen de un altoparlante, los ingenieros pueden generar armónicas de luz usando los materiales adecuados. Al enviar los haces de luz a través de un medio no lineal pueden causar haces desprendidos que son dobles, o en este caso, cuadruples de la frecuencia y energía del haz de entrada, y con un cuarto de la longitud de onda original.
La generación de láser se torna progresivamente más difícil e ineficiente a medida que los ingenieros buscan longitudes de onda más cortas, indicaron los investigadores.
"Cuando pasamos del verde al azul disminuye la eficiencia del láser, y llegar al láser ultravioleta es aún más difícil", dijo Jarahhi. "Este principio fue sugerido inicialmente por Einstein y es la razón por la cual los punteros de láser verde no contienen, en realidad, un láser verde. Es en cambio un láser rojo y su longitud de onda se ha dividido en dos para convertirse en luz verde".
Las fuentes de luz ultravioleta tienen duplicaciones en la detección química, las imágenes médicas más precisas y la litografía más fina para circuitos integrados más avanzados y una mayor capacidad de memoria en las computadoras.
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