O físico Niklaus Ursus Wetter, do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), devido a um desenho inovador, conseguiu obter um laser com 60% de eficiência, a maior registrada no mundo para equipamentos do gênero.
Wetter conseguiu o resultado apenas reconfigurando a geometria de um laser de Nd:YLF (fluoreto de ítrio e lítio dopado com neodímio). Vale ressaltar que não foram acrescentados componentes caros e complexos ao equipamento original.
O resultado foi um laser muito compacto, robusto e leve, como deve ser para aplicações em satélites e outros dispositivos móveis, como aqueles que empregam a tecnologia lidar (light detection and ranging).
“A eficiência que obtivemos, de 60%, foi a melhor já reportada para esse tipo de cristal. Significa que mais da metade da potência utilizada para fazer o equipamento funcionar se converte em luz laser, produzindo um feixe de altíssima qualidade”, disse o pesquisador à Agência FAPESP.
O resultado foi alcançado no âmbito do projeto de pesquisa “Desenvolvimento de lasers compactos e de alta eficiência para aplicações em lidar móvel e satélite”, apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
Sendo comunicado no artigo “Influence of pump bandwidth on the efficiency of side-pumped, double-beam mode-controlled lasers: establishing a new record for Nd:YLiF4 lasers using VBG”, publicado na revista Optics Express.
“Nosso equipamento é um laser pequeno e robusto, que pode ser operado em qualquer lugar, sem a necessidade de um ambiente com controle de temperatura ou vácuo. Existem até lasers mais eficientes, mas estes exigem materiais especiais, muito caros. O melhor da atualidade, um laser de itérbio, alcança em torno de 80% de eficiência, porém precisa ser refrigerado à temperatura de 78 Kelvin (menos 195 graus Celsius, aproximadamente), que, obviamente, não é uma coisa prática”, disse Wetter.
O pesquisador também ressaltou que a reconfiguração que fez teve em vista o mercado brasileiro, evitando a dependência de insumos caros, sistemas complexos de bombeamento ou cuidados especiais com o isolamento térmico em relação ao ambiente.
Em vez de funcionar continuamente, o equipamento emite pulsos curtos muito intensos, de 7 a 8 nanossegundos de duração e mais de 1 milijoule de energia, em intervalos de 1 milissegundo.
“A alta intensidade possibilita uma série de efeitos, como, por exemplo, a geração de segundo harmônico. Isso faz com que o laser, que normalmente opera no infravermelho próximo, passe a operar também na faixa da luz visível, na cor verde” explicou.
Como se sabe, uma das utilizações do laser verde é a remoção de tatuagens em dermatologia. Mas os usos são muitos e diversificados: desde a pesquisa ambiental, com a emissão de pulsos na atmosfera e o recolhimento da luz espalhada para o rastreamento de poluentes, à gravação de peças na indústria.
Fonte: FAPESP