Itongadol/Agencia AJN.- La investigación del Dr. Assaf Albo, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Ariel, revela un mecanismo físico fundamental que limita el rendimiento de los láseres de cascada cuántica en el rango de los terahercios (THz), utilizados en aplicaciones avanzadas de diagnóstico por imágenes, detección y comunicaciones.
Durante años se consideró que aumentar la concentración de electrones en estos dispositivos permitiría incrementar la ganancia óptica y la potencia del láser. Sin embargo, la investigación demostró que, al superar una determinada concentración, ocurre precisamente lo contrario: las interacciones entre los electrones provocan un ensanchamiento espectral de los niveles de energía cuánticos, hasta el punto de que estos se superponen.
Esta superposición reduce la ganancia óptica y establece un límite fundamental al rendimiento del dispositivo.
Uno de los principales logros del trabajo fue identificar un parámetro universal y sencillo, Γavg/Δ, que permite predecir cuándo se producirá el colapso de la ganancia óptica.
Los resultados fueron verificados tanto mediante experimentos como a través de avanzadas simulaciones cuánticas, y podrían convertirse en una nueva herramienta para el diseño de láseres de cascada cuántica y dispositivos fotónicos avanzados con un mejor rendimiento.
La investigación fue publicada en la revista científica internacional Nanophotonics, y la ilustración desarrollada especialmente a partir del estudio fue seleccionada para aparecer en la portada (Front Cover) de una de las próximas ediciones de la revista, un reconocimiento otorgado a un número reducido de artículos elegidos por los editores.