Desarrollan láser con luz blanca

Este láser podría ser más eficiente que el LED al generar 400 lúmenes por watt

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Los lásers generalmente emiten luz de un sólo color: rojo, azul, verde, u otros, sin embargo, recientemente científicos e ingenieros de la Universidad Estatal de Arizona, en Tempe, crearon un dispositivo láser que emite luz blanca, es decir, que cubre todos los espectros de color visible.

El desarrollo fue posible gracias a la creación de una estructura monolítica capaz de emitir los colores rojo, verde y azul, algo que fue muy difícil, según señalan los científicos, ya que para ello tuvieron que realizar distintas combinaciones de semiconductores, un proceso que implicó muchos riesgos debido al delicado uso de los elementos.

Los semiconductores cuentan con una banda prohibida o brecha energética (bandgap en inglés), que es la diferencia de energía entre la parte superior de la banda de valencia y la parte inferior de la banda de conducción, cada semiconductor cuenta con distintas bandas, así, el principal obstáculo para desarrollar una sola estructura semiconductora que combinara distintos elementos, fue la de generar una “constante de red” o distancia ente los átomos de cada elemento.

Cun-Zheng Ning, físico e ingeniero que forma parte del equipo que creó el dispositivo, indicó que hace seis años, y gracias a un financiamiento de la Oficina de Investigación del ejército de Estados Unidos, su equipo demostró que es posible hacer crecer materiales en nanocables en una amplía gama de brechas energéticas, de esa manera pudieron conseguir un láser sintonizable de rojo a verde en un sólo sustrato.

Ning vio entonces la posibilidad de crear uno que emitiera luz blanca, por lo que trabajó en la creación de un láser azul, aunque fue más complicado debido a la amplía brecha con que cuentan los semiconductores que lo reproducen. Después de una complicada investigación, el equipo encontró una estrategia para crear la aleación correcta para el azul.

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A decir de los investigadores, la aleación se realizó a través de un cultivo meticuloso en que se cuidaron las variaciones de temperatura y otros aspectos como el tiempo. Se controló la interacción entre el vapor, el líquido, y las fases sólidas de los diferentes materiales que componen las nano-hojas hasta asegurarse de que éstas podían coexistir en el mismo dispositivo.

El centro del dispositivo láser es una hoja de espesor nanométrico compuesto de una aleación de zinc, cadmio, azufre y selenio. Dicha hoja está dividida en distintos segmentos en los que se combinan otros elementos para reproducir los colores: cadmio y selenio para el rojo; cadmio y sulfuro para el verde; zinc y azufre para el azul; éstos reaccionan al recibir una pulsación de luz, y según su potencia, varia la intensidad del color con que brilla cada segmento hasta un 70 % más que las fuentes de luz comunes.

Sobre la importancia que tiene este nuevo láser, Cun-Zheng Ning señala que podría ser más eficiente que el LED, ya que a diferencia de éste que produce hasta 150 lúmenes por W, el láser podría genera más de 400 lúmenes por W. Asimismo, podría contribuir a desarrollar pantallas que reproduzcan colores más vivos y con mayor contraste que las actuales.

Aunque la aportación más importante, dicen, podría ser la de potenciar la velocidad con que se transfieren datos a través de la tecnología Li-Fi (el uso de la luz para conectarse a Internet), ya que dicha tecnología funciona a base de la luz del LED; considerando que su láser es más eficiente (codifica la información a mayor velocidad), la transmisión de datos podría será de 10 a 100 veces más veloz.

Finalmente, el grupo de investigadores señalaron que en un futuro buscarán excitar los segmentos del láser con electricidad en lugar de luz. La investigación fue publicada el pasado 27 de julio en la revista Nature Nanotechnology.

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