Esta nueva tecnología de láser sirve para ver a través de objetos y acceder a Internet

Ciencia

El espectro radioeléctrico está lleno de ondas que todavía no hemos aprovechado. En el campo del terahercio (THz) se están descubriendo muchas aplicaciones, y una de ellas llega gracias a unos láseres que no sólo permitirán ver a través de ropa u otros materiales, sino que también permitirán tener conexiones de red inalámbricas de más velocidad incluso a kilómetros de distancia por aire.

El láser de terahercio permite ver a través de objetos y tener comunicaciones inalámbricas

Las ondas de terahercio tienen unas frecuencias mucho más elevadas que las microondas, pero son más bajas que las infrarrojas y la luz visible. Gracias a ello, mientras la luz óptica es bloqueada por un material sólido, las ondas de terahercio pueden atravesarlas. Con ello, creando un láser que use estas ondas, se crea la llamada «visión de rayos T«, permitiendo ver a través de ropa, tapas de libros, y otros materiales finos, creando imágenes de más resolución que las microondas y siendo más seguras que los rayos X al tener menor radiación.

Este tipo de ondas no se utilizan todavía en escáneres como los de los aeropuertos debido a que requieren de máquinas enormes operando a temperaturas muy frías. Y encima en esos casos sólo se puede obtener una onda en una única frecuencia, lo cual no sirve para atravesar materiales de distintos materiales y grosor.

Eso cambiar con el dispositivo que han creado investigadores del MIT, Harvard y el Ejército de Estados Unidos, que tiene el tamaño de una caja de zapatos, puede operar a temperatura ambiente, y emite un láser cuya frecuencia puede configurarse como se quiera. Además, está hecho de materiales que cualquier empresa puede comprar.

Además de la visión de rayos T, estas ondas pueden usarse para comunicaciones inalámbricas con frecuencias más altas que las de un radar, permitiendo regular la frecuencia para calcular con precisión la distancia que alcanzan por el aire, que puede ser desde metros hasta kilómetros.

Los científicos llevan desde la década de 1970 experimentando con la generación de ondas de terahercio usando láseres de gas molecular, que consisten en un láser infrarrojo de alta potencia disparado hacia un tubo relleno de gas, cuyas moléculas vibran y terminan rotando. La energía sobrante se emite en forma de fotones en el rango de terahercio, formando así el láser.

laser terahercio

Están trabajando en crear dispositivos comerciales con este sistema

Los modelos teóricos establecían que las moléculas iban a estar muy apretadas al superar cierta cantidad y que no se iba a poder aumentar la potencia. Sin embargo, un investigador en los años 80 consiguió aumentar la presión y conseguir láseres más pequeños, desafiando los modelos de la época. No ha sido hasta hace unos pocos años cuando ese investigador, llamado Everitt, se lo comentó a otro investigador para crear un nuevo modelo matemático que explicase este comportamiento.

La rotación excesiva se creía que generaba que la energía se perdiera en lugar de concentrarla para producir el láser. En el nuevo modelo, para el que han usado modelos computacionales, analizaron cómo reaccionarían las moléculas ante luz infrarroja dependiendo de su posición y dirección en la cavidad del gas. Así, comprobando que si se incluyen los estados vibracionales que estaban desperdiciándose, se crea un margen que permite hacer ondas más potentes.

Una vez comprobado el modelo, pasaron a crear el generador compacto usando nuevos gases y un nuevo tipo de láser infrarrojo QCL (quantum cascade laser). Como gas usaron óxido nitroso (conocido también como gas de la risa) por coincidir con la rotación que buscaban, y lo introdujeron en una cavidad que tenía el tamaño de un boli, siendo 1.000 veces más pequeñas a las que se usan en la actualidad.

Actualmente están experimentando con otros gases como monóxido de carbono o amoníaco, y buscan aumentar la potencia y crear dispositivos comerciales en el futuro.

Escrito por Alberto García

Fuente > MIT