Un equip de la Universitat de Stanford ha fabricat un làser de pedres precioses de titani en un xip, segons un informe del 26 de juny a la revista Nature. El resultat és un gran pas endavant, tant en termes d'eficiència d'escala com de cost.
Els làsers de safir de titani són indispensables en molts camps com ara l'òptica quàntica d'avantguarda, l'espectroscòpia i la neurociència, però no s'utilitzen àmpliament al món real. Això es deu al fet que aquests làsers solen ser grans i cars, costen centenars de milers de dòlars cadascun i requereixen altres dispositius d'alta potència (es venen per uns 30 dòlars,000 cadascun) per mantenir-los en funcionament.
Per resoldre aquest problema, els investigadors van col·locar primer una gran capa de safir de titani sobre una plataforma de diòxid de silici; després es va polir, gravar i polir el safir de titani en una capa extremadament fina, de només uns pocs centenars de nanòmetres de gruix; i després va dissenyar un vòrtex de petites crestes en aquella capa fina. Aquestes crestes actuen com cables de fibra òptica, guiant la llum en un bucle continu d'intensitat que augmenta gradualment. Aquest patró s'anomena guia d'ones. En comparació amb altres làsers de safir de titani, aquest prototip és quatre ordres de magnitud més petit (és a dir, una desena mil·lèsima part de l'original) i tres ordres de magnitud menys car (és a dir, una mil·lèsima part de l'original).
La part restant és un escalfador a microescala que escalfa la llum que travessa la guia d'ona, permetent als investigadors canviar la longitud d'ona de la llum emesa, ajustant-la a un rang de longituds d'ona entre 700 i 1,000 nanòmetres, és a dir, del vermell a l'infraroig.
En física quàntica, el nou làser podria reduir dràsticament la mida dels ordinadors quàntics d'última generació; en neurociència, podria tenir aplicacions en optogenètica, permetent als científics controlar les neurones dirigint la llum dins del cervell a través de fibres òptiques relativament grans; i en oftalmologia, pot permetre noves aplicacions en cirurgia làser juntament amb l'amplificació del pols xip, o proporcionar una tomografia de coherència òptica més barata i compacta per avaluar la salut de la retina.
Actualment, la tecnologia actualitzada constantment permet que molts laboratoris tinguin un làser ultra petit en un sol xip en lloc d'un làser gran i car. Els làsers més petits ajuden realment a millorar l'eficiència: matemàticament, la intensitat és igual a la potència dividida per àrea. Així, mantenint la mateixa potència que un làser gran però reduint l'àrea en què es concentra, la intensitat augmenta de manera espectacular. A més, aquests làsers petits i potents poden sortir del laboratori més ràpidament i servir per a moltes aplicacions importants diferents.
