Pesquisadores de fotônica no Physical Research Laboratory, na Índia, desenvolveram um novo tipo de laser ultrarrápido com luz amarela, que pode ter várias aplicações na área médica.

“A faixa espectral entre o amarelo e o laranja é altamente absorvida pela hemoglobina do sangue, o que torna lasers com estes comprimentos de onda particularmente úteis na área biomédica, como em tratamentos dermatológicos e cirurgia ocular”, disse o pesquisador Anirban Ghosh.

“Uma fonte ajustável de luz laser amarela, com duração de femtossegundos, poderá um dia oferecer tratamentos que produzem menos danos causados pelo calor e são mais seletivos”, disse Ghosh. Um femtossegundo é uma unidade de tempo que corresponde a um quadrilionésimo de segundo.

Segundo Goutam K Samanta, que liderou o projeto, sua equipe usou um fenômeno óptico conhecido como conversão não-linear de frequência para converter luz laser no meio do espectro infravermelho em luz amarela com um comprimento de onda que pode ser ajustado entre 570 e 596 nanômetros.

“Demonstramos uma radiação amarela robusta, de alta potência, ultrarrápida e ajustável em uma configuração experimental relativamente simples”, disse Ghosh. “Além do uso biomédico, esta é uma frequência muito procura para projeção de vídeo a cores e pode ser usada em uma variedade de aplicações espectrais”.

Frequências de onda correspondentes à luz amarela são geralmente criadas usando lasers de vapor de cobre, “tingidos” com compostos orgânicos (dye lasers) ou com osciladores ópticos paramétricos, que são grandes e ineficientes. Estas fontes já são usadas com sucesso em várias aplicações, mas sofrem de uma ou mais desvantagens como baixa potência em média, falta de um bom perfil espacial para o feixe, capacidade de ajuste limitada ou inexistente e pulsos amplos na saída.

“Lasers de femtossegundo são importantes para muitas aplicações, pois emitem uma grande quantidade de fótons em um curto período de tempo e tem intensidade e precisão muito altas, sem causar nenhum dano térmico”, disse Ghosh. “Entretanto, não há um laser de femtossegundo amarelo comercialmente disponível que pode oferecer todos os parâmetros desejados para as aplicações que se beneficiariam desta faixa de comprimentos de onda”.

Para produzir luz amarela, os pesquisadores duplicaram a frequência de um laser ultrarrápido no meio do espectro infravermelho, com um comprimento de onda de 2360 nm, em dois cristais não-lineares diferentes e usaram componentes ópticos simples, disponíveis em qualquer laboratório óptico, para conseguir uma fonte de luz laser amarela de alta potência, ajustável e ultrarrápida”, disse Ghosh.

Testes do novo laser mostram que ele tem uma potência de saída máxima de 1W em média, com pulsos de 130 femtossegundos e uma taxa de repetição de 80 MHz com um excepcional perfil espacial do feixe. Também foi observada excelente estabilidade de potência durante um longo período.

Os pesquisadores querem aprimorar mais a duração dos pulsos, bem como aumentar a eficiência e reduzir o tamanho do equipamento. Eles também estão trabalhando para otimizar o laser para que possa operar à temperatura ambiente, para torná-lo mais prático para o uso a longo prazo.

Fonte: Phys.org, Foto: Varun Sharma