¿Qué es un nanolaser?

Un nanolaser tiene todas las propiedades típicas de un láser de tamaño estándar, lo que significa que la luz se amplifica a través de la emisión estimulada de radiación. La principal diferencia con un nanolaser es la escala tanto del mecanismo como del haz de luz que se emite. El prefijo "nano" se deriva de una palabra griega que significa "enano". En consecuencia, un nanolaser es mucho más pequeño que un láser estándar, tanto en huella como en el haz emitido. De hecho, la mayoría de las nanotecnologías son a menudo decenas o cientos de veces más pequeñas que las tecnologías tradicionales.

Los nanolasers tienen la capacidad de condensar o limitar el haz de luz emitido más allá del límite de difracción de la luz. Como concepto científico, el límite de difracción de la luz se refiere a la capacidad de confinar la luz. Hubo un tiempo en que los científicos creían que la luz podía limitarse a un máximo de la mitad de su longitud de onda. Dichos límites se consideraron el límite de difracción de la luz. Sin embargo, a diferencia de los láseres tradicionales, los nanolasers pueden confinar un haz de luz hasta 100 veces más pequeño que la mitad de su longitud de onda.

Los láseres funcionan a través de una relación compleja entre la luz visible, los fotones y las longitudes de onda. Los resonadores ópticos, los componentes utilizados para gestionar la retroalimentación en un láser, son necesarios para crear la oscilación de fotones necesaria para que el láser emita luz. Antes del desarrollo de las tecnologías de nanolaser, se pensaba que el tamaño mínimo del resonador era la mitad de la longitud de onda de la luz láser. Al usar plasmones de superficie en lugar de fotones, los desarrolladores pudieron reducir el tamaño del resonador requerido para los nanolasers y así crear los láseres más pequeños del mundo.

El primer nanolaser en funcionamiento se desarrolló en 2003. Las propuestas y sugerencias para las tecnologías de nanolaser comenzaron a fines de la década de 1950, aunque los láseres de plasmón en miniatura iniciales no resultaron prácticos. Desde 2003, numerosos avances y mejoras en la tecnología de nanolaser han dado como resultado tamaños cada vez más reducidos. A partir de 2011, el nanolaser más pequeño era conocido como spaser, y su nombre era un acrónimo de "amplificación de plasmón superficial por emisión estimulada de radiación".

Las aplicaciones para estos pequeños láseres incluyen computadoras, electrónica de consumo, aplicaciones médicas y microscopios, solo por nombrar algunos. Los spasers, por ejemplo, tienen la capacidad de ser lo suficientemente pequeños como para caber dentro de un chip de computadora, permitiendo el procesamiento de información a través de la luz frente a los electrones. Se han desarrollado nanotecnologías similares que utilizan láseres de semiconductores, conocidos colectivamente como microdispositivos biomédicos. Estos dispositivos biomédicos de nanolaser permiten a los científicos distinguir las células cancerosas de las células sanas utilizando la nanotecnología.