Novo laser de cascateamento quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/11/2003

Laser quântico

Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de New Jersey e dos Laboratórios Bell (Estados Unidos) construiu um novo tipo de laser semicondutor que poderá ter inúmeras novas aplicações, desde comunicações óticas até sensores químicos.

O novo dispositivo deverá permitir a construção de toda uma nova família de emissores de raios laser em chip único.

O novo laser pertence a uma classe chamada de Laser de Cascateamento Quântico, os quais foram desenvolvidos nos Laboratórios Bell em 1994, utilizando um cristal fotônico, um material com propriedades ópticas extremamente avançadas, resultado de complexos processos de fabricação.

Os lasers de cascateamento quântico são construídos empilhando-se várias camadas de poucos átomos de espessura de material semicondutor padrão.

Variando-se a espessura das diversas camadas, é possível selecionar o comprimento de onda específico no qual o laser irá emitir luz, permitindo aos cientistas a construção de emissores de raios laser perfeitamente adaptados a cada necessidade.

Cascata quântica

Quando uma corrente elétrica flui através de um laser de cascateamento quântico, os elétrons formam uma "cascata" na escadaria de camadas.

Cada vez que um elétron atinge uma camada, ou um degrau da escada, um fóton de luz infravermelha é emitido. Os fótons emitidos são refletidos para frente e para trás dentro do ressonador do semicondutor, estimulando a emissão de outros fótons.

Esse processo de amplificação dá ao laser semicondutor uma alta potência de saída a partir de um dispositivo muito pequeno.

Os lasers de cascateamento quântico já estão disponíveis comercialmente, mas são tipicamente dispositivos que emitem luz somente a partir de suas bordas.

O novo laser agora criado, no entanto, consegue emitir luz também a partir de sua superfície. Isto foi possível através do perfeito controle de qualidade da luz emitida pelo cristal fotônico, o que permitiu a emissão de fótons perpendiculares à sua superfície.