05 Feb El futuro de la tecnología láser y semiconductores: láseres más eficientes y robustos
Febrero 5 del 2018
Créditos de las imagenes: Nitzan Zohar, Spokesperson, Technion.
Investigadores israelíes y estadounidenses han desarrollado un nuevo sistema de láser semiconductor, altamente eficiente: el láser aislante topológico.
Los hallazgos se presentan en dos nuevos trabajos de investigación conjuntos, uno que describe la teoría y otro los experimentos, publicados en línea por la prestigiosa revista Science el jueves 1 de febrero.
Los aisladores topológicos son una de las áreas más innovadoras y prometedoras de la física en los últimos años, y brindan una nueva percepción de la comprensión básica del transporte protegido.
Estos son materiales especiales que son aislantes en su interior pero que conducen una “supercorriente” en su superficie: la corriente en su superficie no se ve afectada por defectos, esquinas o desorden; por lo que continúa unidireccionalmente sin dispersarse.
Los estudios fueron conducidos por el Profesor Mordechai Segev, del Technion en colaboración con lMercedeh Khajavikhan de la Universidad de Florida.
Para ver el video hacer click en el link https://youtu.be/8CDLNHo3mfQ
Hace varios años, el mismo grupo del Technion presentó estas ideas en fotónica y demostró un aislante fotónico topológico, en el que la luz viaja por los bordes de una matriz bidimensional de guías de onda sin verse afectado por defectos o desorden.
Ahora, los investigadores encontraron una manera de usar las propiedades de los aislantes fotológicos topológicos para construir un nuevo tipo de láser que muestra un comportamiento fundamental único y mejora en gran medida la robustez y el rendimiento de las matrices de láseres, abriendo la puerta a un gran número de futuras aplicaciones.
“Este nuevo sistema láser iba en contra de todos los conocimientos sobre aislantes topológicos”, dijo Segev.
“Las propiedades únicas de robustez de los aislantes topológicos se cree que fallan cuando el sistema contiene ganancia, como todos los láseres deben tener.
Pero hemos demostrado que esta robustez especial sobrevive en los sistemas láser que tienen un diseño especial (“topológico”), y es capaz de hacer que los láseres sean mucho más eficientes, más coherentes y, al mismo tiempo, inmunes a todo tipo de imperfecciones de fabricación, defectos y similares.
Esta parece ser una vía emocionante para hacer que las matrices de láseres en miniatura trabajen juntas como una sola: un único láser de alta potencia altamente coherente”.
En su investigación, los científicos construyeron una serie especial de resonadores de micro anillo cuyo modo láser exhibe transporte topológicamente protegido: la luz se propaga en una dirección a lo largo de los bordes de la matriz láser, inmune a defectos y desorden y no se ve afectada por la forma de los bordes.
Esto, a su vez, como lo demostraron experimentalmente, con una emisión de láser mono modo altamente eficiente.
“Es un gran placer ver que las investigaciones tienen aplicaciones tan profundas y tangibles”, dijo el profesor Christodouldies de UCF.
La matriz fabricada utilizaba materiales semiconductores estándar, sin la necesidad de campos magnéticos o materiales magnetoópticos exóticos; por lo tanto, puede integrarse en dispositivos semiconductores.
“En los últimos años, hemos encontrado nuevos trucos para manipular la luz de una manera sin precedentes.
Aquí mediante el uso de diseños inteligentes, engañamos a los fotones para que sientan que están experimentando un campo magnético y tienen spin”, dijo el profesor Khajavikhan, uno de los principales científicos del equipo.
Los investigadores demostraron que no solo los láseres aislantes topológicos son teóricamente posibles y experimentalmente factibles, sino que la integración de estas propiedades crea láseres más eficientes.
Como tal, los resultados del estudio allanan el camino hacia una nueva clase de dispositivos fotónicos topológicos activos que pueden integrarse con sensores, antenas y otros dispositivos.
Fuente: Latam Israel
