Precisión en miniatura: Nuevos módulos de láser de diodo para el análisis Raman y sensores cuánticos en el espacio

Longitudes de onda de láseres de diodo

Con motivo de la feria especializada Laser Optics, el Instituto Ferdinand-Braun, Instituto Leibniz para la tecnología de altas frecuencias (FBH), presenta módulos láser seleccionados bajo la torre de radio. Estos se exhibirán del 18 al 20 de marzo de 2014 en el stand 405 en la sala 12. El FBH muestra, entre otros, un láser de diodo para espectroscopía Raman, que emite luz alternadamente en dos longitudes de onda diferentes. De esta manera, la señal Raman puede medirse incluso en presencia de luz de interferencia fuerte, mejorando así el umbral de detección en comparación con la espectroscopía Raman convencional. Además, el instituto presenta un módulo de láser de diodo para el funcionamiento de sensores cuánticos, necesarios, por ejemplo, para mediciones de tiempo de precisión. Cumple con los altos requisitos ópticos para su uso en relojes atómicos y es aproximadamente 100 veces más pequeño que los sistemas láser convencionales.

El FBH también está presente en el congreso científico-técnico paralelo organizado por la Optical Society of America. Además, las iniciativas coordinadas por el instituto, "Advanced UV for Life" y "Berlin WideBaSe", se presentan en el stand conjunto de Berlín-Brandenburg, en la sala 14.1, stand 202.

Dos láseres de diodo de doble longitud de onda para sistemas portátiles de análisis Raman

El FBH presenta un novedoso láser de diodo para SERDS (Espectroscopía de Diferencia Raman con Excitación Desplazada). Con esta tecnología, es posible analizar con precisión muchas sustancias. La característica especial del chip del FBH es que emite luz alternadamente en dos longitudes de onda diferentes. Estas se definen mediante secciones controlables por separado en el láser y en la rejilla, que están implementadas en el chip semiconductor. Esto permite medir las señales Raman extremadamente débiles incluso en presencia de luz de interferencia fuerte, como luz diurna, iluminación de interiores o fluorescencia de muestras. Cuando se ilumina una muestra con dos longitudes de onda, las líneas Raman siguen a la longitud de onda de excitación, mientras que las fuentes de interferencia no cambian espectralmente. De esta manera, las señales Raman pueden distinguirse de la luz de interferencia. El umbral de detección en comparación con la espectroscopía Raman convencional puede mejorarse en más de un orden de magnitud.

Una posible aplicación del láser de diodo de doble longitud de onda son los sistemas miniaturizados y portátiles de medición láser para espectroscopía Raman. Son adecuados para analizar muestras biológicas como carne, frutas o hojas, y también pueden utilizarse para diagnósticos médicos en la piel.

Módulos compactos y robustos de láser de diodo para sensores cuánticos en el espacio

Los sensores cuánticos, basados en átomos fríos, están ganando importancia para diversas aplicaciones, como medición de tiempo de precisión, navegación o cuestiones de física fundamental. Para operar estos sensores cuánticos, hasta ahora se requiere un laboratorio óptico completo; no existían dispositivos adecuados para uso en exteriores o incluso en aplicaciones espaciales. Desde hace varios años, el FBH trabaja en módulos de láser de diodo híbrido integrados, muy robustos, cuyo factor de forma de aproximadamente 50 x 25 x 15 mm³ es unas 100 veces más pequeño que los sistemas láser convencionales. Los módulos integran chips láser de semiconductores y microlentes. Cumplen con los altos requisitos en cuanto a estabilidad espectral y pureza, siendo necesario reducir el ancho de línea para relojes atómicos ópticos a menos de 1 Hz. El FBH ha desarrollado, entre otros, módulos láser para condensación de Bose-Einstein y interferometría atómica, con potencias de salida de 1 W. Han superado con éxito pruebas mecánicas de estrés de hasta 20 gRMS y pruebas de aceleración de hasta 50 g.