Divulgación

La dinámica de láseres de semiconductor juega un papel primordial en la mayoría de las aplicaciones láser actuales, incluyendo la infraestructura de internet. No obstante, la caracterización de esta dinámica de emisión en láseres de semiconductor ha estado típicamente restringida a medidas de la intensidad óptica. Esta restricción ha limitado enormemente la comparación entre la teoría y las realizaciones experimentales. De hecho, la dinámica de láseres está mejor representada en lo que se conoce como espacio de fases, que abarca sus variables físicas. Normalmente, la dinámica se puede representar con escasos grados de libertad (intensidad, densidad de portadores, frecuencia óptica) que cubren el espacio de fases necesario para representar el estado de un láser de semiconductor aislado. No obstante, cuando este láser es sometido a realimentación óptica con retraso, el espacio de fases pasa a tener un número infinito de dimensiones.

En un artículo, publicado esta semana en la prestigiosa revista "Physical Review Letters", cuatro investigadores del IFISC presentan un método que posibilita la caracterización experimental simultánea de la dinámica de la intensidad, los portadores y la frecuencia óptica. Todos conocemos la tomografía como un potente método para visualizar la estructura espacial de nuestro cuerpo, pero la tomografía nos permite crear imágenes a partir de las secciones de cualquier objeto. La metodología desarrollada por los investigadores del IFISC permite realizar tomografía de la dinámica de láseres en su espacio de fases tridimensional.

Los autores demuestran el potencial de este método mediante la caracterización de un láser de semiconductor sometido a realimentación óptica con retraso. Tomando como referencia un fenómeno que ha sido largamente estudiado como son las "Fluctuaciones de Frecuencia Lenta", las posibilidades de este nuevo método ha permitido a los autores realizar nuevos descubrimientos sobre el mecanismo que subyace a este fenómeno e identificar tipologías previamente desconocidas, como por ejemplo la posible segmentación del fenómeno dinámico en dos ó más segmentos que se desarrollan independientemente.

Además, la adopción de esta perspectiva facilita una mejor caracterización de la dinámica de los láseres de semiconductor en general, así como su comparación con la teoría, permitiendo una mejor optimización de los láseres de semiconductor para telecomunicaciones así como para otras aplicaciones.

Los autores

Los investigadores que han elaborado el trabajo recogido por la revista Physical Review Letters son: Daniel Brunner, Miguel C. Soriano, Xavier Porte e Ingo Fischer. Todos ellos forman parte del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC (UIB-CSIC).

Referencia bibliográfica

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).