Investigadores crean el primer láser de onda de agua

Este "láser de onda de agua" podría algún día ser utilizado en sensores diminutos que combinan ondas de luz, ondas de sonido y agua, o como una característica de dispositivos microfluídicos usados ??para estudios de biología celular y para probar nuevos fármacos.

Por ahora, el láser de onda de agua ofrece un terreno de juego para los científicos que estudian la interacción de la luz y el fluido a una escala más pequeña que el ancho de un cabello humano, escriben los investigadores en el estudio, publicado en Nature Photonics.

Un láser típico puede fabricarse cuando los electrones de los átomos se "excitan" por la energía absorbida de una fuente externa, provocando que emitan radiación en forma de luz láser. El profesor Tal Carmon y su equipo ahora muestra por primera vez que las oscilaciones de la onda de agua dentro de un dispositivo líquido también pueden generar radiación láser.

La posibilidad de crear un láser a través de la interacción de la luz con las ondas de agua no ha sido examinada, dijo Carmon, principalmente debido a la enorme diferencia entre la baja frecuencia de las ondas de agua en la superficie de un líquido (aproximadamente 1.000 oscilaciones por segundo) y la alta frecuencia de oscilaciones de onda de luz (1.014 oscilaciones por segundo). Esta diferencia de frecuencia reduce la eficiencia de la transferencia de energía entre la luz y las ondas de agua, que es necesaria para producir la emisión del láser.

Para compensar esta baja eficiencia, los investigadores crearon un dispositivo en el que una fibra óptica suministra luz a una pequeña gota de octano y agua. Las ondas de luz y las ondas de agua pasan entre sí muchas veces (aproximadamente un millón de veces) dentro de la gotita, generando la energía que deja la gotita en forma de emisión del láser de onda de agua.

La interacción entre la luz de fibra óptica y las minúsculas vibraciones en la superficie de la gotita es como un eco, observaron los investigadores, donde la interacción de las ondas sonoras y la superficie por la que pasan puede hacer que un solo grito se oiga varias veces. Con el fin de aumentar este efecto de eco en su dispositivo, los investigadores utilizaron líquidos altamente transparentes, corrientes, para fomentar la luz y las interacciones de gotitas.

Además, una gota de agua es un millón de veces más suave que los materiales utilizados en la tecnología láser actual. La mínima presión aplicada por la luz puede causar una deformación de las gotas que es un millón de veces mayor que en un dispositivo optomecánico típico, lo que puede ofrecer un mayor control de las emisiones y capacidades del láser, explican los científicos de Technion.