Laser de túlio

Laser de túlio: medicina, meio ambiente e indústria

Redação do Site Inovação Tecnológica -  23/10/2015

O laser de fibra óptica dopada com túlio tem aplicações no campo da medicina, do meio ambiente e da indústria. [Imagem: Alban Kakulya/EPFL]

Laser de dois micrômetros

Quando o assunto é o comprimento de onda da luz, meio micrômetro - ou 500 nanômetros, ou 0,0000005 metro - pode abrir uma nova fronteira de aplicações tecnológicas.

Os lasers usados nas comunicações por fibras ópticas, por exemplo, totalmente miniaturizados e altamente eficientes, têm comprimento de onda de 1,55 micrômetro.

Mas ninguém havia conseguido fazer um laser miniaturizado de 2 micrômetros - um que não dependesse de um equipamento enorme, caro, pesado e desajeitado, como os atuais, impraticáveis para a maioria das aplicações práticas.

Ocorre que basta esta pequena diferença no comprimento de onda - de 1,55 para 2 micrômetros - para que os lasers tenham novas aplicações no campo da medicina, do meio ambiente e da indústria.

Laser de túlio

O desafio foi vencido por Svyatoslav Kharitonov e Camille-Sophie Brès, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, que conseguiram eliminar o isolador, o componente grande e caro usado nas versões atuais, responsável por fazer a luz circular em uma única direção até ser amplificada o suficiente para a emissão laser.

Para isso, a dupla dopou a fibra óptica com o elemento túlio, o que permitiu uma nova forma de conexão. "Nós construímos uma espécie de desvio que redireciona a luz que está indo na direção errada, colocando-a de volta na trilha," explica Kharitonov.

Além de esta técnica ser muito mais simples e mais barata, como a luz interage apenas consigo mesma - e não mais com o isolador - a qualidade do laser produzido é muito superior à das versões atuais.

Lasers medicinais

Já existem vários lasers baseados na transição radiativa do túlio - e também do elemento ólmio - com aplicações médicas, e este avanço deverá ampliar ainda mais esses usos.

Basta esse aumento de 0,450 micrômetro no comprimento de onda para que o laser seja absorvido pelas moléculas de água, que são as maiores constituintes dos tecidos humanos.

Assim, um laser de 2 micrômetros é a solução longamente esperada para cirurgias de alta precisão, onde bisturis a laser serão capazes de fazer incisões em áreas muito pequenas e sem penetrar profundamente nos tecidos.

O equipamento também deverá ser muito útil na coleta de dados meteorológicos e de poluentes a grandes distâncias através do ar, além de ser altamente eficaz no tratamento de vários materiais industriais.

Bibliografia:

Isolator-free unidirectional thulium-doped fiber laser
Svyatoslav Kharitonov and Camille-Sophie Brès
Light: Science and Applications
Vol.: 4, e340
DOI: 10.1038/lsa.2015.113