En los punteros láser, la luz láser sale continuamente, pero en los láseres que usa este grupo, la luz sale como un tren de pulsos cortos, como una luz estroboscópica, pero mucho más rápido. Cada pulso dura varias decenas de femtosegundos. Un femtosegundo es un cuatrillonésimo de segundo.
¿Cuál es la ventaja de usar pulsos de láser de femtosegundo? En el video, los investigadores dicen que la mayoría de los láseres utilizados actualmente en la industria calientan la muestra en un área inaceptablemente grande. En un material, las formas más comunes de transportar energía en forma de calor son a través de electrones (el electrón gana energía, choca contra su vecino que transfiere energía) o a través de vibraciones atómicas (los átomos ganan energía y se sacuden en su lugar con mayor intensidad, el vecino siente el movimiento y se vuelve más enérgico también). Cuando la energía proviene de un láser, el último proceso puede ser más destructivo porque si los átomos se sacuden demasiado, los enlaces con su vecino pueden romperse; Esta es la idea detrás del corte por láser. Además, los procesos de disipación de energía a través de electrones o mediante vibraciones atómicas tienen escalas de tiempo muy diferentes porque los electrones son más de 1000 veces más ligeros que los átomos. Los electrones podrían toparse con otros electrones cada femtosegundo o así, mientras que las vibraciones atómicas tienen escalas de tiempo de 200-1000 femtosegundos. Así, cuando golpeas un material con un pulso de láser de femtosegundo, los electrones responderán de inmediato, pero los átomos no tendrán idea de lo que acaba de suceder. Después de algún tiempo, los electrones disiparán la energía extra que obtuvieron del láser al chocar contra los átomos, por lo que eventualmente, los átomos obtendrán información sobre el pulso del láser. Por lo tanto, no es exacto decir que no hay calentamiento con un pulso de láser de femtosegundo, porque la energía siempre debe ir a alguna parte. Pero sospecho que el calentamiento no será tan destructivo como si un pulso láser más lento golpeara la muestra.
Los investigadores también dicen que pueden hacer que la interacción entre la luz y el material se localice espacialmente. Esto necesita alguna aclaración. La longitud de onda de su láser es probablemente infrarroja, posiblemente duplicada en frecuencia para ser visible o cerca de UV. La luz de esta longitud de onda se puede enfocar hasta un tamaño de punto de varios micrones si trabaja muy duro, pero los puntos de enfoque típicos son de 30 a 100 micrones. Pero los investigadores tienen un truco: hacer brillar la luz del láser en esferas microscópicas dieléctricas que funcionan como microlentes para enfocar el pulso del láser en un punto muy pequeño. Es por este truco que son capaces de fabricar nanoestructuras con luz óptica (medio del video) y perforar pequeños orificios en las membranas celulares (final del video).
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