La palabra láser es el acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificación de luz mediante el fenómeno de emisión de radiación estimulada). Aunque muy comúnmente, y gracias a la película de la guerra de las galaxias/Star Wars, a aparatos/equipos que emiten cierto color con coherencia espacial (con cierto tamaño al propagarse) que son utilizados como armas de defensa.

En general, la fórmula para generar un láser no es tan compleja como parece. Se necesitan un medio con ganancia óptica (medio que emita luz), excitación o bombeo (se excita al medio a partir de una descarga eléctrica, con una lámpara u otro láser) y una cavidad óptica (espacio confinado donde esa nueva luz queda atrapada, por ejemplo, con el uso de espejos). Tanto el medio de ganancia, como el bombeo y la cavidad forman un sistema ideal para lograr generar un láser. Láseres hay de tantos colores como tamaños, los hay aquellos que podemos ver su emisión, y aquellos en los que solo con medidores especiales podemos ver su color emitido, por ejemplo, los que emiten en el ultravioleta (UV) o infra rojo (IR). Así como los que son continuos hasta los pulsados (cuando su luz sale con cierta frecuencia). Y finalmente, los que son pequeños, incluso más pequeños que los apuntadores que usamos para una presentación o señalar las estrellas, hasta los que ocupan casi un cuarto completo o los que están en la industria cortando metal.

En el Laboratorio de Biofotoacústica, en la División de Ciencias e Ingenierías de la Universidad de Guanajuato, contamos con una línea de investigación dedicada al desarrollo de láseres a escala micrométrica, por ejemplo, 200 micrométros de alto y 100 micrométros de diámetro: micro cilindros.  Nuestro grupo desarrolla este tipo de tecnología a partir de procesos de impresión láser directa y, actualmente, los micro láseres que fabricamos cuentan con características superiores a los que se fabrican en otras Universidades internacionales con equipo más sofisticado. En los años 2021 y 2022, nuestro grupo demostró su gran potencial innovador al publicar en las revistas Applied Optics y Optics Express de OPTICA PUBLISHING GROUP, dos artículos de investigación aplicada sobre el desarrollo de estos micro láseres con tecnología de bajo costo, en donde demostramos no solo el excelente performance de estos micro dispositivos fotónicos, también aportamos nuevos fundamentos teóricos a la comprensión de propiedades de emisión láser.

Esta tecnología es versátil ya que aporta al desarrollo de sistemas todo óptico (tecnología donde todo es controlado por luz), específicamente, se centra en el desarrollo de nuevas fuentes láser a escalas micrométricas. Sin embargo, una vez fabricados, cambiar la geometría de estos es un proceso muy complejo, casi imposible. La forma, por ejemplo, está asociada con, hacia donde le gusta emitir radiación láser a estos dispositivos, lo cual puede tener aplicaciones importantes en circuitería para sistemas de telecomunicaciones, y también en procesos de caracterización de sistemas biológicos (células) a escalas muy pequeñas.  

Recientemente, en nuestro grupo hemos encontrado una forma novedosa para no solo cambiar la forma de estos dispositivos, y con ello sus propiedades preferenciales de emisión, los desarrollamos sin que estos tengan contacto con alguna superficie, están levitando.

Desde el 2022 a la fecha, un grupo de estudiantes de la Universidad de Guanajuato, en colaboración con colegas de la Universidad Nacional Autónoma de México-UNAM, desarrollaron un levitador acústico portátil, compacto y de bajo costo, para levitar microgotas, las cuales contienen material activo (descrito arriba), que al ser ópticamente excitadas emiten radiación láser: un microláser levitado. Lo relevante de este trabajo, que actualmente se encuentra en evaluación en la prestigiosa revista Optics and Laser Technology de ScienceDirect, es que, por un lado, aporta al estado del arte sobre nuevas innovaciones tecnológicas y nuevos desarrollos de dispositivos microláser, por otro lado, presentamos una nueva forma de estudiar sus propiedades de emisión, de estudiar su estabilidad y de relacionar su performance con las propiedades foto físicas del medio activo. Este tipo de plataformas, potencia nuestras investigaciones y nos hace pensar en aplicaciones, en donde, 1) cuando la manipulación de especies sea peligrosa, por la característica principal de “sin contacto”, estos láseres levitados se convierten en una plataforma tecnológica muy atractiva y única en donde estas nuevas especies puedan ser ópticamente bombardeadas por emisiones láser provenientes de nuestro láser levitado. 2)  Se puede pensar en una plataforma tecnológica con la cual, podamos cambiar las propiedades geométricas del láser levitado al modificar las propiedades del levitador (frecuencia y voltaje de las bocinas) y con esto, controlar la dirección preferencial de emisión. De esta forma, pensar en pequeños dispositivos láser, fabricados y manipulados sin contacto, toca a la puerta de nuevas innovaciones tecnológicas novedosas sobre el uso y manipulación de luz que pueden fácilmente ser aplicados tanto en la industria, en la investigación, así como en estaciones espaciales con condiciones de microgravedad y quizá desarrollar escenas para nuevas grabaciones cinematográficas sobre la manipulación de objetos o, por qué no, haciendo uso de nuestros propios micro láseres en esas condiciones.

Fecha de publicación: 17 de noviembre de 2023.