Es pequeño. Realmente pequeño.
Piense en una cerilla pequeña. Pero supera su categoría de peso y ofrece ráfagas de energía que rivalizan con los enormes equipos de laboratorio de mesa. Durante veinte años, ésta fue la fantasía. El santo grial. Ahora, los científicos lo han construido.
“No sólo es posible, es elegante.”
Tobias Kippenberg, de la EPFL, no sólo está contento. Le impresiona que la respuesta estuviera escondida a plena vista, ignorada durante décadas. ¿El truco? Volviendo al futuro. Bueno, volvamos a 1998.
El problema con lo pequeño
Los chips fotónicos son geniales. Utilizan luz en lugar de electricidad para realizar cálculos. Rápido. Fresco. No hay problemas de calor como el sobrecalentamiento de tu computadora portátil. Pero son quisquillosos con los láseres ultrarrápidos de alta potencia.
¿Por qué? Confinamiento. Introduces la luz en diminutas guías de ondas microscópicas (básicamente tubos microscópicos para fotones) y la luz comienza a alterarse consigo misma. Se vuelve inestable. El pulso se rompe. Sobreviene el caos.
Los chips fotónicos actuales no pueden soportar la intensidad. La física contraataca.
Entonces los investigadores hicieron algo inesperado. No intentaron forzar la física con nuevos materiales o filtros complejos. Observaron un diseño antiguo llamado oscilador Mamyshev.
Fue creado por Pavel Mamyshev en Bell Labs. Pasó de moda. Ignorado por la multitud de fotónica integrada durante años. Se basa en una arquitectura específica: una guía de ondas no lineal intercalada entre dos filtros ópticos.
Aquí está la belleza de esto. Los pulsos de alta intensidad amplían su gama de colores. Pasan directamente a través de los filtros. Luz débil: ¿lo que causa ruido y desestabilización? Obstruido. Es un portero incorporado. El resultado es un pulso limpio y de alta potencia sin los componentes voluminosos que normalmente se necesitan para estabilizarlo.
El milagro de la cerilla
La cavidad del láser en sí todavía es físicamente larga: alrededor de 16,5 pulgadas. No se puede doblar el cable de fibra óptica sin interrumpir la señal o crear un desastre.
¿Pero en un chip fotónico? Simplemente grabas el camino en espiral. Se pliega sobre sí mismo.
¿La huella final? Aproximadamente del tamaño de la cabeza de una cerilla.
Esa es una gran victoria para la densidad. Se necesitan 147 femtosegundos (147 cuatrillones de segundo) para disparar. En ese abrir y cerrar de ojos, produce 1,05 nanojulios. Suficiente energía para competir con sistemas que ocupan escritorios enteros en laboratorios costosos.
Y luego está el costo.
Los láseres ultrarrápidos estándar son bestias caras. Extraño. Complejo para alinear. Pero este nuevo chip está basado en silicio. Eso significa que se fabrica exactamente igual que la CPU de su teléfono. Ejecutas la oblea y puf : más de mil cavidades láser en un lote.
Las economías de escala entran en acción. Los precios se desploman. La accesibilidad se dispara.
¿Y ahora qué?
¿A dónde van estas pequeñas potencias? Actualmente son demasiado grandes para ir a todas partes.
Imagine herramientas de diagnóstico portátiles. Un médico podría tener imágenes médicas avanzadas en su bolsillo, no en una habitación separada revestida de plomo. Piense en espectrómetros portátiles para detectar contaminantes en un río o en un campo, sin necesidad de una camioneta llena de equipos.
O mejores relojes atómicos. Sistemas de navegación más pequeños. Comunicaciones ópticas más rápidas.
La tecnología está aquí. Funciona. Es lo suficientemente barato de fabricar y lo suficientemente pequeño como para transportarlo. La era del láser ultrarrápido de escritorio ha terminado.
Es sólo una cuestión de dónde los colocaremos a continuación.
