En la actualidad, un grupo de investigadores ha desarrollado un nuevo tipo de láser pulsado que utiliza puntos cuánticos para emitir ráfagas, aunque no de luz, sino de oscuridad—un truco que podría resultar útil para la comunicación óptica y el análisis químico rápido.
El nuevo "láser de pulso oscuro" fue desarrollado por científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y el instituto de investigación JILA en Boulder, Colorado. El láser del NIST emite una luz puntuada con ráfagas muy cortas de oscuridad. "Tenemos que pensar en ello como en un láser de onda continua, a excepción de que posee un obturador muy rápido", afirma Richard Mirin, uno de los científicos en el NIST.
Esto crea pulsos de disparo oscuro con 90 picosegundos de duración. Esta velocidad de operación podría ayudar a los científicos a investigar reacciones químicas y biológicas ultrarrápidas. El láser de pulso oscuro también podría ser utilizado en un sistema de telecomunicaciones de fibra óptica, donde la información se codificaría como impulsos oscuros, que tienden a ser capaces de viajar largas distancias sin que su calidad se degrade.
Los pulsos son generados por unos puntos cuánticos dentro de un chip formado por capas ultrafinas de materiales semiconductores. Una caída periódica en la intensidad de alrededor del 70 por ciento es provocada por un desajuste en la velocidad con la que los puntos cuánticos y los materiales colindantes interactúan con la corriente eléctrica y los fotones producidos inte amente. Los láseres semiconductores ya se usan en los sistemas de telecomunicaciones, los reproductores de DVD, y los punteros láser. Sin embargo este diseño de láser es diferente puesto que utiliza puntos cuánticos—estructuras de tamaño atómico que emiten luz cuando son excitadas—para producir pulsos de oscuridad.
Mirin, desde el NIST, afirma que el grupo inicialmente quería crear un láser de pulso brillante, utilizando puntos cuánticos. Los puntos cuánticos pueden ser usados para crear láseres con una amplia gama de colores. "Resulta que el proceso de descubrimiento nos condujo a algo interesante con esta configuración de puntos cuánticos particular", señala.
Dirk Englund, profesor de ingeniería eléctrica y física aplicada en la Universidad de Columbia, afirma que los pulsos oscuros creados por los científicos del NIST y JILA son similares a las conocidas cuasi-partículas llamadas "solitones oscuros". Los solitones normales son pulsos de luz que pasan a través de un material óptico especial que les impide dispersarse, o perder energía a lo largo de una distancia. Los solitones oscuros son la "ausencia de energía dentro del marco de un haz continuo," explica Englund.
Sin embargo es difícil generar solitones oscuros, y es por eso que la técnica no se ha utilizado en telecomunicaciones, asegura Mirin. La configuración es complicada, y a veces sólo se produce un único solitón oscuro. El nuevo láser de pulso oscuro facilita la producción de un efecto similar al de los solitones, afirma Mirin.
"Si bien no parece que estos pulsos sean en realidad solitones oscuros", afirma Englund, "son similares y podrían resultar útiles en las comunicaciones y en aplicaciones de medición óptica."
Es demasiado pronto para prometer que los pulsos oscuros vayan a revolucionar las telecomunicaciones, afirma Mirin. Dado que los sistemas de comunicaciones actuales utilizan pulsos de luz brillante, las fibras ópticas han sido diseñadas para reducir la cantidad de energía perdida por la dispersión, lo que significa que los pulsos oscuros no podrían viajar con eficacia a lo largo de la fibra existente. Los láseres de pulso oscuro necesitarían su propio tipo de fibra especialmente diseñada. Sin embargo, es alentador saber que el descubrimiento de una fuente compacta y fiable de pulsos oscuros pudiera generar nuevos campos de investigación.