Redacción

Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y de la Universidad de Maryland han desarrollado una tecnología de microchip que puede convertir la luz láser invisible del infrarrojo cercano, en cualquiera de una variedad de colores láser visibles, incluyendo rojo, naranja, amarillo y verde. Su trabajo proporciona un nuevo enfoque para generar luz láser en microchips integrados.

La técnica tiene aplicaciones en la cronometría de precisión y en la ciencia de la información cuántica, que a menudo se basan en sistemas atómicos o de estado sólido que deben ser alimentados con luz láser visible a longitudes de onda especificadas con precisión. El método sugiere que se puede acceder a una amplia gama de esas longitudes de onda utilizando una única plataforma a pequeña escala, en lugar de necesitar voluminosos láseres de sobremesa o una serie de materiales semiconductores diferentes. La construcción de esos láseres en microchips también proporciona una forma de bajo costo de integrar láseres en los circuitos ópticos en miniatura necesarios para los relojes ópticos y los sistemas de comunicación cuántica. El estudio se publicó en la revista Optica.

Los sistemas atómicos que constituyen el corazón de los relojes experimentales más precisos y exactos y los nuevos instrumentos para la ciencia de la información cuántica suelen depender de la luz láser visible (óptica) de alta frecuencia para funcionar, a diferencia de las microondas de frecuencia mucho más baja que se utilizan para fijar la hora oficial en todo el mundo.

Los científicos están desarrollando ahora tecnologías de sistemas ópticos atómicos que son compactos y funcionan a baja potencia para que puedan ser utilizados fuera del laboratorio. Si bien se necesitan muchos elementos diferentes para hacerlos realidad, un ingrediente clave es el acceso a sistemas láser de luz visible que sean pequeños, ligeros y que funcionen a baja potencia.

Una serie de resonadores nanofotónicos, cada uno ligeramente diferente en su geometría, genera diferentes colores de luz visible a partir de un láser de infrarrojo cercano. (Foto: NIST)

Aunque los investigadores han hecho grandes progresos en la creación de láseres compactos de alto rendimiento en las longitudes de onda del infrarrojo cercano utilizados en las telecomunicaciones, ha sido difícil lograr un rendimiento equivalente en las longitudes de onda visibles. Algunos científicos han hecho progresos empleando materiales semiconductores para generar láseres compactos de luz visible. En cambio, Xiyuan Lu, Kartik Srinivasan y sus colegas del NIST y de la Universidad de Maryland en College Park adoptaron un enfoque diferente, centrándose en un material llamado nitruro de silicio, que tiene una pronunciada respuesta no lineal a la luz.