Uma equipe da Universidade de Stanford fabricou um laser de titânio em um chip, de acordo com um relatório de 26 de junho no periódico Nature. O resultado é um grande passo à frente, tanto em termos de eficiência de escala quanto de custo.
Os lasers de safira de titânio são indispensáveis em muitos campos, como óptica quântica de ponta, espectroscopia e neurociência, mas não são amplamente usados no mundo real. Isso ocorre porque esses lasers são geralmente grandes e caros, custando centenas de milhares de dólares cada, e exigem outros dispositivos de alta potência (vendidos por cerca de US$ 30,000 cada) para mantê-los funcionando.
Para resolver esse problema, os pesquisadores primeiro colocaram uma grande camada de safira de titânio em uma plataforma de dióxido de silício; então moeram, gravaram e poliram a safira de titânio em uma camada extremamente fina, com apenas algumas centenas de nanômetros de espessura; e então projetaram um vórtice de pequenas cristas nessa camada fina. Essas cristas agem como cabos de fibra ótica, guiando a luz em um loop contínuo de intensidade gradualmente crescente. Esse padrão é chamado de guia de onda. Comparado a outros lasers de safira de titânio, esse protótipo é quatro ordens de magnitude menor (ou seja, um décimo de milésimo do original) e três ordens de magnitude mais barato (ou seja, um milésimo do original).
A parte restante é um aquecedor em microescala que aquece a luz que passa pelo guia de ondas, permitindo que os pesquisadores alterem o comprimento de onda da luz emitida, ajustando-a para uma faixa de comprimentos de onda entre 700 e 1.000 nanômetros, ou seja, do vermelho ao infravermelho.
Na física quântica, o novo laser poderia reduzir drasticamente o tamanho dos computadores quânticos de última geração; na neurociência, poderia ter aplicações em optogenética, permitindo que cientistas controlem neurônios direcionando luz dentro do cérebro através de fibras ópticas relativamente grandes; e na oftalmologia, pode permitir novas aplicações em cirurgia a laser em conjunto com amplificação de pulso chirped, ou fornecer uma tomografia de coerência óptica mais barata e compacta para avaliar a saúde da retina.
Atualmente, a tecnologia constantemente atualizada permite que muitos laboratórios tenham um laser ultrapequeno em um único chip em vez de um laser grande e caro. Lasers menores realmente ajudam a melhorar a eficiência - matematicamente, a intensidade é igual à potência dividida pela área. Então, mantendo a mesma potência de um laser grande, mas reduzindo a área em que ele se concentra, a intensidade aumenta drasticamente. Além do mais, esses lasers pequenos e poderosos podem sair do laboratório mais rápido e atender a muitas aplicações importantes diferentes.
