Una nueva tecnología de rayos láser “más sencilla, compacta y robusta”; diez veces más barata que las que hasta ahora existían en el mercado y con numerosas aplicaciones, desde la medición de partículas contaminantes hasta la creación de imágenes del cuerpo humano para diagnóstico médico. Ese es el hallazgo científico de un equipo internacional con participación española de un equipo liderado por el físico ovetense Juan Diego Ania, director del Instituto de Óptica del Consejo Superior de Investigaciones Científica (CSIC).
Ania participa en este proyecto en calidad de investigador del instituto, adscrito al Grupo de Dinámica No Lineal y Fibras Ópticas. El avance tecnológico ha sido publicado en la revista “Optics & Laser Technology” y, según explica el CSIC, el nuevo diseño de rayo láser “permitirá múltiples aplicaciones en áreas que requieren potencia elevada, como el procesado de materiales, las telecomunicaciones, la biomedicina, la metrología o la espectroscopia, entre otras”.
Ania es un acreditado experto en el campo del láser. Logró uno de sus primeros reconocimientos en la comunidad científica en el año 2006, cuando desarrolló lo que en aquel momento era “el láser más largo del mundo”, de 75 kilómetros de longitud. Este hallazgo, en la práctica, permitía por primera vez transmitir una señal a largas distancias y virtualmente sin pérdidas. Ania hizo este avance durante su estancia en la Universidad británica de Aston, en Birmingham. Posteriormente, en 2017 un equipo de investigadores encabezado por Ania logró desarrollar un tipo de láser que permitía mejorar la capacidad de transmisión por fibra óptica y obtener una amplificación más eficiente.
La tecnología del láser ya ha cumplido más de sesenta años, pero los avances en este campo continúan, dada la utilidad de sus aplicaciones. Ahora las investigaciones se centran en dos campos fundamentalmente. Por un lado, los científicos intentan encontrar pulsos ultrarrápidos, cada vez más breves. Por otro, los científicos tratan de conseguir que tengan cada vez mayor intensidad. Este nuevo láser en cuyo desarrollo participa Ania es el primero que “alcanza elevadas energías y potencias de pico en pulsos en el rango de los femtosegundos (milbillonésimas de segundo) sin ayuda de etapas adicionales de amplificación”, explica el CSIC en la nota donde se da a conocer el avance.
Los denominados “láseres de fibra con anclado de modo pasivo” son un tipo de rayos que emiten luz en forma de pulsos o flashes en tiempos extraordinariamente cortos, del orden de los femtoseguntos (10-15s). El calificativo “pasivo” se debe a que “no dependen de moduladores externos de la señal”, explica Ania. Este es el tipo de láser que ha desarrollado el Instituto de Óptica del CSIC en colaboración con la Universidad de Alcalá y el Comisariado de la Energía Atómica de Grenoble en Francia (CEA). Gracias a este tipo de láser se consiguen por primera vez potencias de pico (intensidad de salida del rayo) por encima del megavatio, con pulsos en el rango de los femtosegundos, sin la ayuda de etapas adicionales de amplificación como ocurre, por ejemplo, con la denominada “técnica de amplificación de pulso gorjeado” (CPA), que fue la que en 2018 le valió el premio Nobel de Física a sus descubridores. Según explica Ania: “La técnica CPA y otras derivadas han permitido en los últimos años una auténtica revolución en la fotónica y son absolutamente imprescindibles en aplicaciones que requieran energías muy altas. Lo que nosotros demostramos es que, para determinados rangos de energía y aplicaciones, se pueden encontrar otras soluciones más sencillas, compactas, robustas y asequibles”.
Las propiedades del nuevo láser desarrollado “abren la posibilidad de aplicar este tipo de fuentes a nuevos campos que necesitan una potencia elevada (como el procesado de materiales y otras aplicaciones industriales), sin necesidad, por primera vez, de etapas de amplificación externas, al tiempo que permiten su uso directo en áreas como la medida de contaminantes atmosféricos, el desarrollo de sistemas de medición y detección mediante láser (LIDAR) o la metrología de alta precisión”, indica el CSIC.
