Láseres Q-Switcheados por Conjugación de Fase

Fecha: 01 de Marzo de 2020

Edición: Marzo 2020 No. 22

La técnica de “Q-Switcheo” permite que un láser emita pulsos cortos, del orden de nanosegundos y de muy alta intensidad. Para muchas aplicaciones científicas e industriales estas características son esenciales. Los métodos típicos para lograr el Q-Switcheo de un láser se basan en el uso de interruptores electro-ópticos, magneto-ópticos o acusto-ópticos, sin embargo estos son dispositivos costosos del orden de cientos o miles de dólares. A finales de la década de los noventa se empezó a realizar investigación básica utilizando celdas de conjugación de fase con SF6 en su interior. Estas celdas son de extrema simplicidad pues únicamente se componen de un cilindro relleno de gas y un par de lentes convergentes en cada extremo. Pronto fue claro que la rápida formación del proceso de conjugación de fase por medio de Dispersión por Estimulación Brillouin (SBS) podría usarse para lograr el Q-Switcheo de láseres colocando estas celdas en el interior del resonador óptico láser. En 1989 quien esto escribe se encontraba realizando una estancia de investigación con el grupo del Prof. E. Eichler en la Universidad de Berlín (TU-Berlín) y junto con la estudiante china H. Meng estuvimos realizando experimentos colocando celdas de conjugación de fase intracavidad en láseres de Neodimio. Los resultados de los pulsos de nanosegundos obtenidos eran espacial y temporalmente muy deficientes pues presentaban perfiles espaciales y temporales caóticos, inútiles para cualquier aplicación práctica. La razón por la cual esto ocurría, en ese momento, era algo que nadie entendía. Repitiendo los experimentos pronto fue claro que se obtenían resultados espaciales y temporales perfectos solamente cuando la celda de conjugación de fase formaba un resonador de longitud múltiplo de 60 centímetros. Esta distancia “mágica” correspondía a la frecuencia de Brillouin del SF6 que es de 250 MHz. De este modo quedaba comprendido y resuelto el problema de la construcción de resonadores ópticos con espejos de conjugación de fase para la generación de pulsos espacial y temporalmente estables. Era evidente que este era un resultado de enorme importancia industrial y comercial que debió de haberse patentado. En lugar de esto el resultado fue presentado en el Congreso Lasers ’89 realizado en San Diego en ese año. Como era de esperarse el resultado pronto fue asimilado por las grandes compañías fabricantes de láseres del mundo. De hecho al poco tiempo la empresa Coherent presento su línea de láseres “Infinity” basada precisamente en el uso de Celdas de Conjugación de Fase.