Divulgació

La dinàmica dels làsers de semiconductor juga un important paper en la majoria de les aplicacions dels làsers en l'actualitat, incloent la infraestructura de internet. No obstant això, la caracterització d'aquesta dinàmica d'emissió dels làsers de semiconductor ha estat típicament restringida a mesures de la intensitat òptica. Aquesta restricció ha limitat en gran mesura la comparació entre teoria i les realitzacions experimentals. De fet, la dinàmica d'un làser està millor representada en el que es coneix com a espai de fases, que abasta les seves variables físiques. Normalment la dinàmica pot ser representada amb escassos graus de llibertat (intensitat, densitat de portadors, freqüència òptica) que cubreixen l'espai de fases necessari per representar l'estat d'un làser de semiconductor aïllat. No obstant això, quan aquest làser és sotmès a realimentació òptica amb retard, l'espai de fases passa a tenir un nombre infinit de dimensions.

En un article, publicat aquesta setmana a la prestigiosa revista "Physical Review Letters", quatre investigadors de l'IFISC presenten un mètode que possibilita la caracterització experimental simultània de la dinàmica de la intensitat, dels portadors i de la freqüència òptica. Tots coneixem la tomografia com un potent mètode per a visualitzar l'estructura espaïal del nostre cos, però la tomografia ens permet crear imatges a partir de les seccions de qualsevol objecte. La metodologia desenvolupada pels investigadors de l'IFISC permet fer tomografia de la dinàmica d'un làser en el seu espai de fases tridimensional.

Els autors demostren el potencial d'aquest mètode mitjançant la caracterització d'un làser de semiconductor sotmès a realimentació òptica amb retard. Prenent com a referència un fenomen que ha sigut llargament estudiat com són les "Fluctuacions de Freqüència Lenta", les possibilitats d'aquest nou mètode han permès als autors realitzar nous descobriments del mecanisme subjacent a aquest fenomen i identificar-ne tipologies prèviament desconegudes, com per exemple la possible segmentació del fenomen dinàmic en dos o més segments que es desenvolupen independentment.

A més, l'adopció d'aquesta perspectiva facilita una millor caracterització de la dinàmica dels làsers de semiconductor en general, així com la seva comparació amb la teoria, permetent una millor optimització dels làsers de semiconductor per a telecomunicacions així com per a altres aplicacions.

Els autors

Els investigadors que han elaborat el treball recollit per la revista Physical Review Letters són: Daniel Brunner, Miguel C. Soriano, Xavier Porte i Ingo Fischer. Tots ells formen part de l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos, IFISC (UIB-CSIC).

Referència bibliogràfica

Daniel Brunner, Miguel C. Soriano, Xavier Porte i Ingo Fischer. (2015, 28 de juliol). «Tomography of a semiconductor laser’s emission dynamics», Physical Review Letters 115, 053901 (2015).