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Nueva fuente de emisión eficiente a frecuencia de Terahercios

Investigadores han desarrollado un láser basado en fuentes de radiación de terahercios que es excepcionalmente eficiente y menos propenso a daños que los sistemas similares. La tecnología podría ser útil en aplicaciones como la detección de trazas de gases o  imágenes de armas en controles de seguridad.

JILA es un instituto conjunto del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. (NIST) y la Universidad de Colorado en Boulder (EE.UU.).

La radiación de Terahercios – que se halla entre las  bandas de radio y óptica del espectro electromagnético –  penetra materiales como ropa y plástico, y se puede utilizar para detectar muchas sustancias que tienen características únicas de absorción en estas longitudes de onda. Los sistemas de Terahercios son difíciles de construir, ya que requieren una combinación de métodos electrónicos y ópticos.

La tecnología JILA, que se describe en Optics Letters, es un nuevo giro en una fuente de terahercios común, un semiconductor superficial  con electrodos de metal y excitado por pulsos láser ultrarrápidos. Un campo eléctrico se aplica a través del semiconductor, mientras que pulsos en el infrarrojo cercano duran unos 70 femtosegundos, se producen 89 000 000 de veces por  segundo lugar, desalojando electrones del semiconductor.  Los electrones se aceleran en el campo eléctrico y emiten ondas de radiación de Terahercios.

Actualidad informática. Escáneres a frecuencias de terahercios. Rafael Barzanallana

Las innovaciones JILA eliminar dos problemas conocidos con estos dispositivos. Añadiendo una capa de aislante de óxido de silicio entre el semiconductor de arseniuro de galio y los electrodos de oro, se  impide que los electrones queden atrapados en defectos de los  cristales semiconductores produciendo picos  en el campo eléctrico. Haciendo que el campo eléctrico oscile rápidamente mediante la aplicación de una señal de radiofrecuencia se garantiza que los electrones generados por la luz no puede reaccionar con la suficiente rapidez para cancelar el campo eléctrico.

El resultado es un campo eléctrico uniforme sobre un área grande, lo que permite el uso de un láser de gran tamaño de punto de haz y la mejora de la eficiencia del sistema.  Significativamente, los usuarios pueden aumentar la potencia a terahercios aumentando la potencia óptica sin dañar el semiconductor. Daños en la muestra fue común con sistemas anteriores, incluso a baja potencia. Entre otras ventajas, la nueva técnica no requiere una muestra modelada al microscopio o electrónica de alto voltaje. El sistema produce un campo Terahercios pico (de 20 voltios por centímetro para una potencia de entrada de 160 milivatios) comparable a la de otros métodos.

Si bien hay un número de maneras diferentes para generar la radiación de terahercios, los sistemas que utilizan láseres ultrarrápidos y semiconductores son de importancia comercial, ya que ofrecen una combinación inusual de amplia gama de frecuencias, frecuencias altas, y la salida de alta intensidad.

NIST ha solicitado una patente provisional sobre la nueva tecnología. Actualmente, el sistema utiliza un láser basado en un gran cristal de zafiro dopado con titanio, pero podría ser más compacto con el uso de un semiconductor diferente y un láser de fibra más pequeños, dice el autor principal, Steven Cundiff, físico del NIST.

Fuente: ScienceDaily

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Enlaces de interés:

–  Apuntes Introducción a la Informática. GAP. UMU. Redes y  comunicaciones

–  Observa las ondas electromagnéticas de un horno microondas

–  Apuntes Introduccion a la Informática. GAP. UMU. La Información

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