¿Cuál es el nuevo uso del grafeno en láseres?

El grafeno siempre sorprende y muestra propiedades aún más sorprendentes, como una resistencia a la tracción extrema o una conductividad sin precedentes. Ahora puede ser de gran ayuda para los sistemas láser ultrarrápidos.

En el experimento original, el grafeno se hizo quitando capas de grafito más delgadas. El grafito es negro, por lo que el grafeno también es negro. En términos científicos, muestra fuertes características de absorción de luz en un ancho de banda amplio, como la luz visible y la espectroscopia infrarroja.

Un grupo de científicos del Centro de Investigación Rosendov en Dresde, Helmholtz, Alemania (HZDR) estudió cuidadosamente las características de absorción de infrarrojos del grafeno. En un estudio conjunto con equipos de investigación de Berlín, Gotemburgo y Atlanta, encontraron nuevas propiedades de absorción del grafeno.

Hasta ahora, sabemos que el grafeno puede desvanecerse bajo cierta densidad de energía láser. Se puede utilizar junto con otros materiales para formar un efecto reversible de absorbentes pasivos en sistemas láser ultrarrápidos. Este proceso puede lograr potentes pulsos ultracortos en la cavidad del láser. Por lo tanto, es de gran valor generar el pulso láser de subpicosegundos.

Los investigadores encontraron que cuando un fuerte pulso infrarrojo con una longitud de onda de 30 a 40 femtosegundos golpea el grafeno, ocurren dos fenómenos de desvanecimiento: el primero es de 7 microjulios por centímetro cuadrado y el otro es de 10 microjulios por centímetro cuadrado. El primer resultado fue sorprendentemente bajo y consistente con las nuevas predicciones teóricas. Suponen que este efecto se basa en la dispersión de múltiples partículas que involucran electrones. Esta situación no tiene precedentes y es diferente del patrón del segundo fenómeno de desvanecimiento.

El desvanecimiento a baja densidad de energía depende de la movilidad de los electrones, por lo que la velocidad es muy rápida. Esto puede soportar altas tasas cíclicas, que es lo que se requiere para los sistemas láser de femtosegundos de potencia media alta. En vista de las extensas propiedades espectrales de absorción del grafeno, se puede utilizar en casi todo el espectro visible e infrarrojo.

El experto en HZDR Jacob Konig-Otto dijo: "El grafeno es un material de absorción muy prometedor y su rendimiento es muy estable, muy adecuado para una amplia gama de longitudes de onda. Nuestros hallazgos ayudan a comprender los procesos subyacentes y ayudan a construir mejores absorbentes".

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