ll fenomeno studiato potrebbe aprire la strada a dispositivi in grado di funzionare a temperature più elevate rispetto a quelli esistenti utili per il monitoraggio ambientale e la diagnostica medica.
Un nuovo meccanismo per ottenere l’emissione di radiazione laser da materiali elettronici comuni è stato inventato da un gruppo di ricerca della Princeton University. Secondo quanto dichiarato dagli stessi autori del lavoro, il risultato potrebbe aprire la strada a dispositivi in grado di funzionare a temperature più elevate rispetto a quelli esistenti che potrebbero trovare applicazione nel monitoraggio ambientale e nella diagnostica medica.
“Questa scoperta fornisce anche una nuova comprensione della fisica del laser”, ha esordito Claire Gmachl, direttrice del centro Mid-Infrared Technologies for Health and the Environment (MIRTHE) che ha coordinato il gruppo di studio.
Il fenomeno è stato scoperto in un tipo di dispositivo chiamato laser a cascata quantistica, nel quale un flusso di corrente elettrica attraverso materiali appositamente progettati produce un fascio laser. In quest’ultima ricerca, il cui resoconto è pubblicato ora sulla rivista “Nature Photonics”, il gruppo della Gmachl ha scoperto che in un laser a cascata quantistica è possibile generare un secondo fascio con proprietà assolutamente inedite, tra cui un consumo di energia elettrica inferiore rispetto al fascio convenzionale.
Costruito presso il laboratorio di nanofabbricazione della stessa università, il dispositivo è spesso quanto un decimo di un capello umano e lungo circa tre millimetri. Nonostante le piccole dimensioni, esso è costituito da centinaia di strati di differenti materiali semiconduttori, in cui ciascuno strato è costituito solo da pochi atomi. In questo dispositivo, gli elettroni vengono forzati a trasferirsi in cascata attraverso gli strati, cedendo energia e producendo la radiazione coerente caratteristica del laser.
In un precedente studio pubblicato sulla rivista “Applied Physics Letters” nel giugno del 2007, la Gmachl e colleghi riferirono che un laser a cascata quantistica da loro costruito sembrava emettere inaspettatamente una seconda radiazione di lunghezza d’onda leggermente differente rispetto a quella principale. Successivi studi hanno poi rivelato l’impossibilità di spiegare il fenomeno sulla base della teoria esistente di questo tipo di dispositivi.
Diversamente da quanto accade infatti nei laser a seminconduttore convenzionali, infatti, il fascio secondario diviene più intenso via via che cresce la temperatura. Inoltre, esso sembra “competere” con il fascio normale, indebolendosi via via che l’altro diviene più intenso, quando si aumenta la intensità di corrente di alimentazione. Da qui l’idea ribadita dai ricercatori che si tratti di un nuovo meccanismo di emissione di luce da laser a semiconduttore.
Fonte: http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Un_emissione_laser_sconosciuta_ma_utile/1334329