Se demuestra el primer láser blanco del mundo
Las bombillas incandescentes, los LED y las lámparas fluorescentes compactas (CFL) pronto tendrán que ceder porque ha llegado una nueva tecnología de iluminación: el láser blanco. Utilizando la nanotecnología para crear un material semiconductor a medida, un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) ha desarrollado un láser capaz de producir luz blanca más brillante y eficiente que los LED.
Los láseres son una tecnología irónica. Inventado en 1960, el láser fue aclamado como una solución en busca de un problema con sólo dos áreas de aplicación obvias: los rayos de la muerte y la iluminación. Hoy en día, los láseres sirven para todo, desde los reproductores de DVD hasta Internet, mientras que los rayos de la muerte apenas se han puesto en marcha y la iluminación, que también es nueva en la escena, se limita en gran medida a los faros. Estos últimos, en el caso de los faros láser de Audi, no utilizan láseres blancos como tales, sino que combinan láseres azules de lente con LEDs.
A primera vista, los láseres parecen una gran idea para la iluminación. Son intensamente brillantes, eficientes, y pueden formar un haz que puede viajar por millones de millas y sólo extenderse unos pocos metros. Sin embargo, hay un problema: los láseres no pueden generar luz blanca.
En 2011, el Laboratorio Nacional de Sandia produjo luz blanca mediante la combinación de cuatro grandes láseres en un solo haz, pero esto fue sólo una demostración de concepto y no un sistema práctico.
El avance vino de la mano de Ira A. Fulton de la ASU, donde los científicos idearon un láser semiconductor que puede funcionar en todo el espectro de color visible. Normalmente, los semiconductores sólo producen una única longitud de onda de luz, pero el equipo de la ASU desarrolló una lámina de semiconductor a nanoescala basada en una aleación cuaternaria de ZnCdSSe, que se forma en tres segmentos. Éstos generan láseres rojos, verdes y azules que se combinan para crear una luz blanca pura.
El equipo lo consiguió ajustando el patrón de retícula del material, de modo que la «constante de retícula» o distancia entre los átomos del patrón se ajusta para producir el área deseada. Según Zhicheng Liu, miembro del equipo, lo más difícil fue asegurarse de que los cristales semiconductores fueran de suficiente calidad y que las retículas fueran uniformes en un área determinada. Conseguir que el material brillara en azul fue el reto más difícil, que se superó utilizando la nanotecnología para crear primero la red deseada y, a continuación, impulsarla hacia la composición de aleación adecuada. El resultado fue un único material con tres retículas y composiciones diferentes.
El equipo de la ASU ve varias aplicaciones para el láser blanco una vez que sea práctico. La más obvia es en la iluminación. El nuevo láser no sólo puede generar luz blanca, sino que además es completamente sintonizable en todo el espectro -lo que le permite irradiar cualquier color deseado- y es más brillante y eficiente que los LED. Otra aplicación es en televisores y monitores de ordenador. Según los investigadores, el láser tiene una gama de colores un 70 por ciento mayor, más precisa y vívida. Además, podría utilizarse para una versión de Wi-Fi (o Li-Fi) basada en la luz. Este sistema sería diez veces más rápido que el Wi-Fi y entre diez y cien veces más rápido que los sistemas LED experimentales.
El láser blanco se encuentra actualmente en fase de prueba de concepto y es necesario superar varios obstáculos antes de que la tecnología sea práctica. Según el equipo, el mayor de ellos es hacer que funcione con una batería. En su forma actual, el material funciona con un láser independiente que bombea electrones al semiconductor.
Los resultados del equipo se han publicado en Nature Nanotechnology.