Espejos con mejoras sin precedentes para láseres de altísima precisión

Aunque puede no resultar obvio a primera vista, las propiedades mecánicas de los componentes ópticos tienen una influencia significativa en la conducta y por tanto en la eficiencia de los láseres empleados en aplicaciones de detección de alta precisión. En la actualidad, las características mecánicas de dichos componentes, y las fluctuaciones mecánicas inherentes que generan, representan un obstáculo que impide avanzar más en las mediciones de tiempo y espacio, mediciones que cada vez deben ser más precisas para satisfacer las necesidades de numerosas líneas de investigación científica en campos como la física, la nanotecnología y otros.

Desde hace años, se ha estado buscando una solución que permita el desarrollo de espejos de alta reflectividad que tengan a la vez una calidad mecánica alta, para así permitir mediciones más precisas que las logradas con la tecnología convencional.

Ahora un equipo de científicos de la Universidad de Viena en Austria, la empresa Crystalline Mirror Solutions GmbH, con sede en la misma ciudad austriaca, y el JILA (un instituto conjunto del Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología y la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos), ha demostrado una innovadora tecnología para producir espejos con mejoras sin precedentes en sus cualidades mecánicas.

Este trabajo representa un enfoque completamente nuevo para generar recubrimientos ópticos de alta calidad, los cuales son componentes fundamentales de los sistemas láser de última generación para mediciones de alta precisión.

El equipo de Garrett D. Cole, Wei Zhang, Michael J. Martin, Jun Ye y Markus Aspelmeyer ha logrado desarrollar una novedosa tecnología de "recubrimiento cristalino". La mejora sin precedentes en la calidad mecánica es un resultado del orden intrínseco de los materiales semiconductores de alta calidad usados para fabricar los espejos. Históricamente, el desarrollo de dichos materiales estuvo impulsado por avances en la microelectrónica y la fotónica, que permitieron crear tecnologías con las que interactuamos todos los días: circuitos integrados de alta velocidad, láseres de diodos para telecomunicaciones, y otras.

Anteriormente, dos cosas constituían el principal obstáculo para usar dichos materiales en aplicaciones generales de óptica: Por un lado, las superficies ópticas son curvadas en muchos casos, lo cual representa un problema para ciertas técnicas de formación de cristales. Y por otro lado, los sustratos ópticos típicos están hechos de vidrio con una estructura amorfa que carece del orden necesario para emplear una técnica muy útil de formación de cristales. Sorteando estas limitaciones, los investigadores idearon un proceso de microfabricación por separado que culmina uniendo películas de un solo cristal y alta calidad a sustratos de vidrio curvados.

La nueva tecnología de espejos promete acelerar el progreso en el desarrollo de fuentes de láser para su uso en los sistemas de mediciones de alta precisión, abarcando desde la medición del tiempo con relojes atómicos ópticos, hasta la investigación en física fundamental.

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