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Láseres ultralargos cuestionan los preceptos de la tecnología láser

El proyecto ULTRALASER, financiado con fondos europeos, está demostrando que los láseres pueden ser más que meras fuentes de luz coherente. Con la configuración adecuada, también pueden servir como medio de transmisión, un adelanto que abre la puerta a toda una gama de aplicaciones nuevas.
Láseres ultralargos cuestionan los preceptos de la tecnología láser
Gracias en parte a los avances en la ciencia y la tecnología de los materiales y en la física subyacente, hoy en día los láseres son dispositivos usados por doquier, desde la ciencia fundamental hasta la medicina, pasando por la fabricación, la ingeniería y las telecomunicaciones. El proyecto ULTRALASER da continuidad a esta trayectoria de avances en la tecnología láser centrándose en el desarrollo de láseres ultralargos, esto es, láseres dotados con una cavidad formada por un tramo largo (de hasta varios cientos de kilómetros) de fibra óptica transformada en un medio de amplificación por el efecto de Raman.

Los láseres ultralargos ponen en tela de juicio la visión convencional de los láseres como meras fuentes de luz coherente. Según los investigadores de ULTRALASER, cuando se utiliza una cavidad láser ultralarga construida con fibra óptica, el láser puede funcionar no solo como fuente de luz coherente, sino también como medio de transmisión.

En palabras de Sergei Turitsyn, investigador principal del proyecto: «Este resonador ultralargo, cuya longitud puede estar en el orden de varios cientos de kilómetros, no solo constituye un sistema físico nuevo y apasionante; también podría proporcionar una perspectiva radicalmente distinta de cara a la transmisión de información y a las comunicaciones seguras». Y añadió que tales láseres, dotados con resonadores ampliados, y los sistemas de láser de fibra con patrón aleatorio y feedback distribuido —muy similares— probablemente puedan aplicarse en campos como las telecomunicaciones, la espectroscopia, los sistemas de posicionamiento global, el procesamiento de materiales y la obtención de imágenes biomédicas.

Una nueva tecnología propiciatoria

El equipo de ULTRALASER ha desarrollado una nueva arquitectura formada por láseres aleatorios de feedback distribuido capaces de aprovechar la dispersión de Rayleigh múltiple (la dispersión de la luz sobre inhomogeneidades en un medio de fibra óptica). Este proceso, combinado con la amplificación de Raman distribuida, se utilizó para generar feedback y emisión láser en fibra larga.

«Opinamos que la técnica de la amplificación basada en láseres de fibra ultralargos podría ofrecer una nueva tecnología facilitadora para la transmisión con tramos de amplificación muy largos —adujo Turitsyn—. Y lo que es más emocionante: este medio de fibra con pérdidas casi nulas probablemente genere aplicaciones muy interesantes en el procesamiento de datos no lineal y completamente óptico». Turitsyn señaló que este avance pondrá al alcance métodos para el diseño de dispositivos fotónicos basados en una teoría matemática de los sistemas no lineales integrables, los cuales poseerán funciones inalcanzables con los dispositivos ópticos lineales. Según sus palabras, «esta investigación posee una relevancia directa de cara a aumentar la capacidad de los sistemas de comunicación óptica».

Además, el equipo del proyecto ha examinado nuevas arquitecturas para los láseres de modos fijos, inclusive cavidades sin aislantes y varias fibras de ganancia para apoyar la generación en el rango de longitudes de onda de 1 o 2 micras. Asimismo, los investigadores del proyecto descubrieron un mecanismo de formación espontánea de patrones en láseres de fibra que es fruto de la modulación periódica en zigzag de las pérdidas para distintos componentes espectrales.

En opinión de Turitsyn, este descubrimiento reviste importancia para crear una nueva generación de láseres de fibra pulsados eficientes que puedan emplearse en diversas aplicaciones. Según informó: «Nuestra investigación ha dado lugar al desarrollo de nuevas medidas y técnicas de procesamiento de señales para caracterizar la generación estocástica y con modos parcialmente fijos y para desentrañar las complejas dinámicas intracavidad de la radiación con estructuras localizadas. El proyecto supone un adelanto para la ciencia y la tecnología de los láseres con una longitud de cavidad prolongada».

Avances en la física y puertas que se abren

Sin duda, el proyecto ULTRALASER ha realizado aportaciones importantes para comprender la física en la que se sustentan los láseres de fibra ultralargos y la física no lineal en la que se apoyan los láseres de fibra convencionales. «Hemos desarrollado nuevas tecnologías de ingeniería y examinado aplicaciones científicas y tecnológicas en alza —explicó Turitsyn—. En suma, el proyecto ha logrado avances en la física que sustenta la operación de los láseres de fibra y ha puesto de manifiesto nuevas oportunidades y vías en las comunicaciones por fibra de alta velocidad, la seguridad en las comunicaciones y la física para láseres, entre otros campos de la ciencia y la tecnología».

Pero los trabajos no se detienen ahí. A raíz de estos logros preliminares, se concedió a Turitsyn una subvención para realizar una prueba de principios complementaria, enfocada hacia la comercialización y la transferencia de conocimientos en relación con la tecnología y la arquitectura fundamentales del proyecto. Así pues, habrá que estar atentos al anuncio, próximamente, de un prototipo comercial que presente parámetros avanzados.

Para más información, consulte:
Página del proyecto en CORDIS

Fuente: Basado en una entrevista al coordinador del proyecto

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Número de registro: 125880 / Última actualización el: 2016-07-27
Categoría: Avances científicos
Proveedor: ec
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