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Láser de terahercios diminuto

admin — Wed, 02 Sep 2009 01:27:56 +0000

La radiación Terahertz o rayos T ha cautivado a investigadores, ingenieros y expertos en seguridad con la promesa de ofrecer una detección química sensible, una transmisión de datos ultrarrápida y la capacidad para “ver a través” de las paredes y la ropa. Sin embargo, hoy en día, los dispositivos de terahercios todavía tienen un uso limitado debido, en parte, a que los ingenieros aún están desarrollando métodos rentables y portátiles para emitir y controlar la radiación.

Ahora, según un artículo publicado en Technology Review, investigadores de la Universidad de Harvard han desarrollado un láser de terahercios basado en un semiconductor que es más pequeño que una uña y, lo más importante, funciona a temperatura ambiente, a diferencia de otros láseres desarrollados anteriormente que era necesario enfriar con tanques de nitrógeno líquido. De este modo es mucho más útil, señala Federico Capasso, profesor de física de Harvard y autor principal del estudio. Un láser como éste que funciona a temperatura ambiente es portátil y, dado que se puede fabricar en masa sobre una lámina, resultaría más económico que otros tipos de láseres de terahercios. Eliminar la necesidad de frío criogénico también hace su uso más fácil y barato.

“La importancia [de la investigación] radica tanto en el hecho de haber logrado que funcione a temperatura ambiente [...] como en su considerable potencia, de varios órdenes de magnitud por encima de las investigaciones previas”, señala Claire Gmachl, profesora de ingeniería eléctrica de la Universidad de Princeton. “El funcionamiento a temperatura ambiente es un gran plus para prácticamente todas las aplicaciones”, añade, al hacer que los sistemas sean más fáciles de usar y más rentables.

Aún así, todavía se puede mejorar, señala Capasso. A temperatura ambiente, el láser emite, actualmente, un microvatio de energía, pero debería producir al menos un milivatio para servir para las aplicaciones prácticas. El plan de Capasso para lograr más potencia consiste en modificar el diseño. Actualmente, el láser emite la luz a través de una estrecha superficie rectangular en un lado del chip, lo que limita la salida total, pero obligando a la luz a salir por la parte superior del chip, que tiene un área de superficie más amplia que el lateral, se podría impulsar la potencia del láser en un orden de magnitud. Una simple rejilla, añadida durante la construcción del chip, canalizaría la luz hacia el exterior por la superficie de mayor extensión, señala Capasso. Es más, según él, añadiendo al láser un enfriador termoeléctrico relativamente pequeño y barato ganar aún más potencia.

Fuente: Technology Review

Televisión de Láser de Mitsubishi

admin — Fri, 31 Jul 2009 00:00:21 +0000

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, Mitsubishi ha dejado ver en el Consumer Electronics Show, celebrado en el Hotel Palms de Las Vegas, una muestra de su próxima línea de televisores de alta definición y pantalla plana.
Según la compañía, esta nueva pantalla “ofrece una gama de color nunca vista para el hogar”. Al contrario que las pantallas de cristal líquido, que utilizan luz blanca, y las de plasma, que utilizan células de un gas con carga para iluminar la pantalla, la nueva pantalla de Mitsubishi, llamada TV láser, utiliza la luz láser como fuente de luz. No obstante, los representantes de la compañía no han dado muchos detalles al respecto.

Durante el evento, Mitsubishi mostró tres pantallas láser de 65 pulgadas, que ya se están fabricando. Además, la compañía demostró cómo su TV láser se podría utilizar como un home theater en 3D, reproduciendo, en sus pantallas láser, vídeos de Beowulf, de un partido de fútbol y de un concierto de U2 en 3D.

El principio en el que se basa la TV láser no es totalmente nuevo. Se trata, fundamentalmente, de una variante de la tecnología de proyección de luz digital (DLP) desarrollada por Texas Instruments, presente en la mayoría de los proyectores, pero con una estructura ligeramente diferente. En lugar de proyectar luz a una pantalla de forma frontal, los láseres y el chip DLP se encuentran en la parte de atrás de la pantalla, lo que permite que sean mucho más delgados que los sistemas tradicionales de proyección frontal.

Sin embargo, la diferencia principal es que una pantalla láser utiliza luz láser como fuente de luz. Por lo general, los proyectores emiten luz blanca a través de una rueda de colores y, a continuación, la proyectan hacia la pantalla, pero se trata de un enfoque ineficaz que filtra gran parte del brillo original. Las pantallas láser utilizan unos láseres rojo, azul y verde para transmitir directamente el color a la pantalla. Estos láseres no solo ofrecen mejor brillo y color que la luz blanca filtrada, sino también ofrecen ventajas con respecto a los LED. El color producido por un láser es mucho más puro que el de un LED, al permitir el primero unas combinaciones de color más precisas. El resultado es una nueva imagen totalmente real, en la que el blanco es muchas veces más claro y el negro muchas veces más oscuro que en las pantallas estándares de alta definición.

Otro de los aspectos más interesantes de estas nuevas pantallas es que consumen mucha menos energía que otras pantallas; además, su precio podría llegar pronto a estar por debajo del de las pantallas de plasma, puesto que los láseres se pueden producir a gran escala en las fábricas de semiconductores.

Fuente: Technology Review

Escáner de láser permite imágenes de tumores en 3D

admin — Mon, 11 May 2009 12:17:10 +0000

Según un artículo de Newscientist, un nuevo escáner que proporciona imágenes más detalladas en 3D de los vasos sanguíneos deformados dentro de un tumor podría ayudar a los médicos a determinar, durante la cirugía, la frontera entre el tejido sano y el canceroso.
El escáner utiliza una novedosa técnica no invasiva de formación de imágenes llamada tomografía fotoacústica, que emplea una luz láser para “hacer vibrar” las células, de modo que éstas emitan una onda de ultrasonidos, que posteriormente se detecta y se utiliza para formar la imagen en 3D.

Existen escáneres que captan imágenes dirigiendo ondas de sonido de alta frecuencia hacia el cuerpo. Estas ondas reflejan cuándo cambia la densidad del tejido, por ejemplo, en la frontera entre el músculo y el hueso. A continuación, los “ecos” obtenidos se utilizan para crear una imagen. Estos escáneres son buenos captando imágenes de cambios de alto contraste, como las pruebas prenatales, pero tan solo ofrecen imágenes de bajo contraste del interior de un tumor, debido a que la densidad de los vasos sanguíneos es similar a la del tejido que los rodea.

Ahora, Paul Beard y sus colegas, del University College London, en el Reino Unido, han desarrollado un escáner de tomografía fotoacústica de alta resolución que resuelve el problema.

Este escáner dispara al tumor impulsos muy cortos de una luz láser inócua en el infrarrojo cercano. A medida que el tejido absorbe la luz, las células se calientan y se expanden ligeramente, creando una onda de ultrasonido que se puede detectar con un sensor.

La intensidad de la onda de ultrasonido depende de lo bien que absorba el tejido la radiación del infrarrojo cercano que, debido a que la hemoglobina es muy absorbente a estas longitudes de onda, produce imágenes de alto contraste de los vasos sanguíneos.

Para convertir el ultrasonido reflejado en una imagen de alta resolución en 3D, el equipo tuvo que crear también un nuevo sensor de ultrasonidos que consiste en una fina capa de un polímero entre dos capas reflectantes. Las capas externas solo reflejan algunas longitudes de onda de la luz y la luz láser utilizada para penetrar en el tejido de un paciente pasa a través de las tres capas. La señal acústica generada con el infrarrojo la recoge la capa de polímero.

Según Jeremy Skepper, fisiólogo de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, la capacidad de captar imágenes de los vasos sanguíneos a esta resolución resulta muy atractiva. “Es más barato y más portátil que otras soluciones”, señala. “Constituye una potente herramienta adicional a las que ya tenemos”.

Skepper ha sugerido también que los avances en tecnología de diodos láser podrían hacer el dispositivo aún más portátil en un futuro.

Láser impulsado por energía solar

admin — Sat, 18 Apr 2009 13:41:13 +0000

Según un artículo publicado en Technology Review, investigadores del Instituto Tecnológico de Tokio, en Japón, han desarrollado un nuevo tipo de láser impulsado por energía solar. Los investigadores, que han descrito su trabajo en un ejemplar reciente de la revista Applied Physics Letters, esperan utilizar este láser para desarrollar un motor de combustión de magnesio.
La idea, señala Takashi Yabe, profesor de ingeniería mecánica y ciencias del Instituto, es desarrollar un láser potente capaz de realizar la combustión del magnesio contenido en el agua del mar. En el proceso se liberan grandes cantidades de calor e hidrógeno.

El magnesio tiene un gran potencial como fuente de energía porque cuenta con una densidad de almacenamiento de energía 10 veces superior a la del hidrógeno, señala Yabe. También es más abundante: hay alrededor de 1,3 gr. en cada litro de agua del mar o unos 1.800 trillones de toneladas métricas en nuestros océanos.

Además, el óxido de magnesio resultante de la reacción se puede volver a convertir otra vez en magnesio, señala Yabe, pero el proceso requiere temperaturas de 4.000 ºK (3.726 ºC), por lo que es necesario un láser para generar semejantes temperaturas en un pequeño punto. Para que el motor de combustión de magnesio sea, entonces, una fuente de energía práctica, el láser de debe funcionar con una fuente de energía renovable, como la solar.

Los láseres impulsados por energía solar ya existen: funcionan concentrando la luz solar en materiales cristalinos, como un granate de itrio-aluminio (YAG) dopado con neodimio, lo que hace que emitan luz láser. Sin embargo, hasta ahora la mayoría de estos láseres solares han dependido de espejos extremadamente grandes para enfocar la luz hacia el cristal.

Ahora, Yabe y sus colegas han desarrollado un láser compacto tres veces más eficaz que los diseños anteriores, en cuanto a la potencia que pueden ofrecer en comparación con la luz disponible. Esto se debe en parte al uso de cristales Nd:YAG, dopados además con cromo, lo que permite que absorban un rango más amplio de luz.
Otra de las innovaciones del láser de Yabe es el uso de una pequeña lente de Fresnel, en lugar de grandes lentes de espejo. Por lo general, se consigue enfocar hacia el cristal el 10% de la luz incidente, mientras que con la lente de Fresnel, se logra enfocar el 80%.

“En nuestro caso, utilizamos solo 1,3 m2 y logramos 25 vatios”, señala Yabe. Esto supone solo un incremento del triple, pero la salida del láser aumenta exponencialmente a medida que el área aumenta, por lo que “esperamos obtener de 300 a 400 vatios con una lente Fresnel de 4 m2″, añadió.

Fuente: Technology Review