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Física

Innovación óptica

Filtros definen posible aplicación comercial para el láser de cromo

EDUARDO CESAREl láser Cr:LiSAF cuenta con un amplio espectro de emisiónEDUARDO CESAR

Los filtros ópticos que utilizan los investigadores del Centro de Láser y Aplicaciones del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, por sus siglas en portugués), rescataron la posibilidad de utilizar para aplicaciones comerciales un tipo especial de láser de estado sólido, conocido como Cr:LiSAF. Ese láser cuenta con varias características promisorias, tales como su amplia emisión espectral y larga durabilidad, pero se hallaba prácticamente olvidado en razón de que su cristal posee una baja conductividad térmica. “Mediante la aplicación de filtros ópticos en su emisor de luz, minimizamos los problemas térmicos y abrimos la posibilidad de que pueda utilizárselo”, dice Nilson Dias Vieira Junior, gerente del Centro de Láser y Aplicaciones (CLA).

El láser es tan sólo uno de los componentes del sistema de 1 teravatio que está siendo desarrollado, dentro de un proyecto temático financiado por la FAPESP. Un teravatio de potencia equivale a 1012 vatios – lo que corresponde al orden del billón de vatios. La investigación que resultó en la innovación óptica fue el tema de la tesis de doctorado de Ricardo Elgul Samad, orientado por Vieira Junior.

El avance obtenido, resultó de una solución relativamente simple, según la evaluación del orientador. “Logramos con el Cr:LiSAF, lo que el filtro solar hace con las personas en la playa. Eliminamos las radiaciones indeseables y conseguimos utilizarlo como un láser de alta potencia”, dice Vieira Junior. La novedad fue publicada en los periódicos Applied Optics y Optics Letters. Los resultados del estudio llamaron la atención de la principal revista de divulgación del área de la fotónica, la Photonics Spectra, que publicó un artículo sobre el asunto en su edición de febrero de este año.

El láser de Cr:LiSAF, abreviatura por cristal de litio-estroncio-aluminio-flúor 6 dopado con cromo, permite, cuando es utilizado como amplificador multipaso, la emisión de luz con enorme coherencia, esto es, una onda electromagnética con frecuencia y fase muy bien definidas. Cuando todo el sistema de 1 teravatio se encuentre operando, ese láser será instalado dentro de él para amplificar la energía de los pulsos en cien veces. Como el láser cuenta con pulsos muy breves, medidos en fentosegundos – 1 fentosegundo equivale a 1 segundo dividido 1 trillón de veces -, la potencia de 1 teravatio se genera durante ese lapso, y no durante toda la operación. La expectativa es que hacia fines de este mes el sistema esté operando.

Con una altísima potencia y duración temporal extremadamente breve, el láser con potencia de 1 teravatio permitirá una enorme gama de aplicaciones, bajo rígidas normas de seguridad. Como él actúa de manera selectiva, sin producir calor, puede ser utilizado, por ejemplo, en odontología, para actuar sobre una pieza dental sin destruir lo que se halla alrededor. También podrá ser utilizado, para la identificación química de contaminantes atmosféricos a kilómetros de altura. “El sistema teravatiot podrá ser del mismo tipo y función que el laboratorio nacional de Luz Síncrotrón (LNLS), es decir, que investigadores de otras instituciones del país y hasta del exterior podrían, junto con investigadores del Ipen, realizar experimentos con el nuevo equipamiento”, dice Vieira Junior.

El Proyecto
Implementación de un sistema láser de teravatio y sus aplicaciones.
Modalidad
Proyecto Temático.
Coordinador
Nilson Dias Vieira Junior – Ipen
Inversión
R$ 2.766.893,57 (FAPESP)

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