El láser de tiempo invertido ve la luz

En lugar de emitir luz, un láser de tiempo invertido la absorbe… perfectamente

No hay duda de que los láseres son buenos dispositivos. Funcionan así porque en ciertos materiales el paso de un fotón a un átomo puede provocar la liberación de otro fotón que va a liberar más fotones, y así sucesivamente. Esta reacción en cadena genera un aumento exponencial en la cantidad de fotones, una característica clave de los materiales que emiten Láser.

En el pasado, los físicos siempre pensaron que los fotones tenían que confinarse en la cavidad de modo que rebotaran en numerosas ocasiones, estimulando la liberación de más fotones en cada travesía. Pero esto no es necesario. En los últimos años, varios grupos han demostrado que la generación láser se puede producir en materiales azarosos. Eso puede parecer incluso mejor, pero hoy en día los láseres agregan un refuerzo a sus bondades gracias a un fascinante trabajo de Dong Yi Chong y sus compañeros de la Universidad de Yale.

Si el proceso de láser funciona en una dirección, ¿por qué no puede funcionar en el otro?, se preguntaron. La respuesta, resultó ser, es que se puede. Chong y suus compañeros mostraron cómo ciertos materiales pueden funcionar como láseres de tiempo invertido, de modo que en lugar de ser emisores de luz, la absorben a frecuencias específicas. Es más, la absorción es perfecta. Chong y compañía, en particular, muestran cómo se puede hacer con silicio, que es de un tipo útil en la informática y las comunicaciones. Dicen que la absorción puede ser considerada como un efecto de interferencia en que las partes reflejada y transmitida de un haz coherente interfieren a la perfección.

¿Qué sucede con la energía que se absorbe?

Chong y su equipo dicen que se disipa ya sea en forma de calor o como pares de electrones-hueco, pero se olvidan de decir cómo se puede elegir uno de los resultados sobre el otro, un punto potencialmente importante. Chong y compañeros llaman a sus nuevos dispositivos absorbentes coherentes perfectos o CPAs (coherent perfect absorbers = CPA) y les vienecoherent perfect absorbers una serie de aplicaciones en las comunicacionesx. Ellos muestran que un único material es capaz de absorber perfectamente una cantidad de frecuencias diferentes. Sin embargo, señalan que si el material está bañado por una luz de banda ancha, el efecto se promedia a un nivel de absorción incoherente. Esto puede poner límites a la forma en que se puede aplicar la idea a los fotovoltaicos, pero estos ingenieros ópticos son un grupo inteligente. Bien pueden encontrar una manera de explotar la energía cosechada del Sol.

Aún así, la capacidad para garantizar una perfecta absorción de la energía de los fotones es un buen truco que es probable que encuentre un número de aplicaciones en otros lugares. ¿Es posible ponerles algún enfriador a los láseres?

Referencia de publicación: http://arxiv.org/abs/1003.4968: Coherent Perfect Absorbers: Time-reversed Lasers

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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