Crean el nanoláser más pequeño del mundo

Los puntos originales de la Universidad Cornell, creados por Ulrich Wiesner, profesor de ingeniería en dicha universidad, están formados por un núcleo de moléculas de tinte encerradas en una cubierta de sílice, para crear una partícula extraordinariamente luminosa.

El nuevo trabajo desarrollado por investigadores de la Universidad Estatal de Norfolk (Virginia), y de las universidades Purdue y Cornell, se basa en lo que Wiesner llama "Puntos Cornell Híbridos", y que tienen un núcleo de oro rodeado por una cáscara de sílice en la que son incorporadas las moléculas del tinte.

Usando nanopartículas de 44 nanómetros, el dispositivo es el nanoláser más pequeño del que se haya informado hasta la fecha, y el primero que opera en las longitudes de onda de la luz visible.

En las primeras pruebas del nuevo dispositivo, la luz emitida presentó una longitud de onda de 531 nanómetros, o sea en la porción verde del espectro visible.

En un láser convencional, las moléculas son excitadas por una fuente externa de energía que puede ser luz, electricidad o una reacción química. Algunas moléculas emiten espontáneamente su energía como fotones de luz que se hacen rebotar de un lado a otro entre dos reflectores, provocando ello a su vez que más moléculas emitan fotones.

En el nuevo dispositivo, las moléculas de tinte en las nanopartículas son excitadas por un láser de bombeo. Unas pocas moléculas descargan espontáneamente su energía para generar un plasmón, un movimiento, en forma de onda, de electrones libres, a una frecuencia óptica, en el núcleo de oro. En el espacio diminuto, las moléculas del tinte y el núcleo de oro están acoplados por campos eléctricos.

Las oscilaciones del plasmón a su vez fuerzan a más moléculas de tinte a emitir su energía, lo que refuerza el proceso con el plasmón, creando un "spaser" (por la siglas en ingles de Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Cuando la energía del sistema alcanza cierto umbral, el campo eléctrico se colapsa, liberando su energía como un fotón. El tamaño del núcleo (14 nanómetros de diámetro) ha sido escogido para llegar a una resonancia que refuerza una onda que se corresponde con la longitud óptica deseada de la salida, 531 nanómetros.

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