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Nuevo láser que revela de qué se componen las sustancias podría servir de ojos adicionales en operaciones militares

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Nuevo láser que revela de qué se componen las sustancias podría servir de ojos adicionales en operaciones militares

ANN ARBOR, Michigan.— Un nuevo láser que puede mostrar de qué están hechos los objetos podría ayudar a que los aviones militares identifiquen desde gran altura los peligros ocultos, tales como los arsenales, señalan los investigadores de la Universidad  “Para las agencias de defensa e inteligencia esto podría darles un nuevo par de ojos”, dijo Mohammed Islam, profesor de Ingeniería Eléctrica y Ciencia Informáticas, y de Ingeniería Biomédica en la UM. Un artículo sobre esta investigación se publicará en la edición del 1 de julio de la revista Optic Letters.

El sistema, que consiste de tecnología de telecomunicaciones que ya está disponible en el mercado, emite un haz de luz infrarroja de banda ancha. Mientras que la mayoría de los láser emiten luz en una sola longitud de onda, o color, los láser de super continuum como éste producen un haz estrecho repleto de columnas de luz que cubran una gama de longitudes de onda, esto es una mezcla de colores. Y dado ue este haz se encuentra en la región infrarroja, es invisible para el ojo humano. Pero puede iluminar una información profunda.

El infrarrojo contiene lo que los científicos mencionan como “gama de huella digital espectral” —frecuencias en las cuales pueden detectar los ecos de vibraciones de las moléculas que componen una sustancia sólida. La “huella digital” espectral de una sustancia revela cuáles longitudes de onda de luz absorbió y cuáles reflejó. Diferentes sustancias absorben y reflejan diferentes longitudes de onda. La proyección del nuevo láser sobre un objetivo y el análisis de la luz reflejada permite que los investigadores conozcan la composición química de ese objeto.

“Una estructura gris luce gris a la luz visible pero en el infrarrojo puede verse no sólo la forma sino también qué hay adentro”, dijo Islam.

Los militares ya usan en cierta medida usan la “huella digital” espectral para identificar objetivos, dijo Islam. Pero dependen de la luz del sol, lo cual puede ser problema en un día nublado o durante la noche.

Si bien ya existen láser infrarrojos de banda ancha éste es más potente, dijo Islam. Su equipo probó un prototipo de 5 vatios. Luego construyeron una versión de 25, vatios,. Y ahora trabajan en un prototipo de 50 vatios que, según se espera, estará listo para pruebas en el terreno antes de fin de año.

Estos láser de alta potencia podrían permitir que aviones que vuelen a alturas mayores puedan iluminar una región con un resplandor comparable a la luz del sol, y luego tomen imágenes de esa región, Muchos sensores químicos en uso hoy funcionan a corta distancia pero pocos, o ninguno, puede cumplir esa tarea a gran distancia.

Más allá de su uso militar este artefacto tiene el potencial de mejorar las tecnologías actuales de inspección de cuerpo entero en los aeropuertos.

“Estos son artefactos de captación de imágenes que buscan bultos donde no debe haber bultos”, dijo Islam. “Buscan formas que sean raras o diferentes. Pero no pueden ver los químicos en esas formas. Por eso es que usted tiene que quitarse los zapatos. En cambio nuestro láser puede detectar la composición química”.

Los investigadores pudieron construir el láser usando su enfoque patentado que emplea tecnología de fibra óptica ya disponible en las telecomunicaciones y aprovecha la física natural de la fibra para generar la luz.

En 2012 el equipo pasó  una semana en la Base Wright Patterson de la Fuerza Aérea probando en el terreno un prototipo de 5 vatios. Asistieron científicos e ingenieros es estas entidades: Laboratorios de Investigación de la Fuerza Aérea, SAIC, la compañía Omni Science surgida de la UM, y la Universidad de Michigan. Los investigadores colocaron el láser en una torre de 12 pisos y dirigieron su haz a objetivos que estaban a unos 1.600 metros de distancia en una pista. Se usaron varios instrumentos de laboratorio y cámaras científicas para verificar la calidad del haz y el nivel de la señal.

“Las pruebas demostraron que el haz láser colimado se propagó con una difracción mínima y que se pudo identificar varias muestras cotejando el patrón espectral”, dijo Islam. (NT: La luz colimada es aquella cuyos rasgos son paralelos entre sí).

El artículo se titula “Power scalable >25W supercontinuum laser from 2-2.5 μm with near diffraction limited beam and low output variability”. Omni Sciences, Inc., ha licenciado la tecnología de Islam de la Universidad de Michigan. Islam tiene un interés financiero en esta compañía. El trabajo se financió mediante un contrato con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea.

 

Contacto (inglés):
Nicole Casal Moore
Teléfono: (734) 647-7087