Energia

Criado o primeiro laser branco

Criado o primeiro laser branco
O grande feito da equipe foi desenvolver uma técnica para costurar os átomos dos diversos materiais emissores de luz para compor uma estrutura única. [Imagem: ASU/Nature Nanotechnology]

Laser branco

Os lasers estão entre as principais invenções da era moderna, com um número de aplicações virtualmente impossível de listar.

Contudo, desde a sua criação, em 1960, ninguém havia conseguido criar um laser que emitisse luz branca.

O feito coube a Fan Fan e seus colegas da Universidade do Estado da Flórida, nos Estados Unidos, que provaram que os lasers semicondutores são capazes de emitir todo o espectro visível da luz, o que é crucial para produzir um laser branco.

O laser branco é formado por uma finíssima folha de material semicondutor contendo três segmentos paralelos, cada um contendo um emissor de luz de cada uma das três cores elementares do padrão RGB - vermelho, verde e azul.

O componente pode ser ajustado para emitir qualquer cor do espectro dosando a emissão de cada segmento individual. Quando o campo total deixa o dispositivo, tem-se um laser branco.

Laser branco integrado

A ideia de um laser branco parece estranha, uma vez que a luz de um laser contém exatamente uma única cor, um comprimento de onda específico.

Mas a possibilidade de gerar luz branca coerente foi demonstrada em 2011 nos Laboratórios Sandia, nos Estados Unidos, usando quatro grandes lasers independentes e de alta potência.

Fan Fan e seus colegas construíram agora um laser branco integrado usando semicondutores, o que significa que se trata de um dispositivo integrado, miniaturizado e prático.

O grande feito da equipe foi desenvolver uma técnica para costurar os átomos dos diversos materiais emissores de luz para compor uma estrutura única.

Laser branco
Comparação da iluminação ambiente com luz laser (esquerda) e com uma lâmpada incandescente (direita). [Imagem: Randy Montoya/Sandia]

Iluminação a laser e Li-Fi

Naquela pesquisa de 2011, o interesse era demonstrar que a luz branca produzida pelos lasers, assim como pelos LEDs, era confortável ao olho humano, o que abriu a possibilidade do uso dos lasers para iluminação de ambientes internos e externos.

Isto é interessante porque os LEDs perdem eficiência quando a corrente supera 0,5 ampere, enquanto os lasers aumentam em eficiência com o aumento da corrente.

Outra possibilidade de uso do laser branco é na transmissão de dados por luz, ou Li-fi - Li-Fi é uma referência às redes Wi-Fi atuais, onde o Wi de wireless (sem fios) é substituído pelo Li de Light (luz). Um Li-Fi com laser pode ser até 100 vezes mais rápido do que a tecnologia com LEDs atualmente em desenvolvimento, que já é 10 vezes mais rápida do que o Wi-Fi.

Mas isso exigirá ainda muito trabalho no laboratório. Um primeiro passo essencial será fazer o laser branco funcionar com a tensão e corrente da rede elétrica ou de uma bateria.

O dispositivo demonstrado pela equipe depende de um outro laser para "bombear" os elétrons para seu meio de amplificação, onde a luz laser branca é emitida.

Bibliografia:

A monolithic white laser
Fan Fan, Sunay Turkdogan, Zhicheng Liu, David Shelhammer, C. Z. Ning
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2015.149

Four-color laser white illuminant demonstrating high color-rendering quality
A. Neumann, J. J. Wierer, W. Davis, Y. Ohno, S. R. J. Brueck, J.Y. Tsao
Optics Express
Vol.: 19, Issue S4, pp. A982-A990 (2011)
DOI: 10.1364/OE.19.00A982




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