¿Por qué es tan difícil fabricar un láser que emita luz en todo el espectro, es decir, un 'láser blanco'?

Sin duda, es posible construir sistemas láser que produzcan luz con los tipos de ancho de banda extremadamente amplio que se requieren para producir luz blanca: por ejemplo, los láseres de zafiro-titanio tienen un ancho de banda que se extiende apenas por debajo de una octava, con un rango que es comparable en alcance al del espectro visible.

Al observar los anchos de banda de los diversos medios de ganancia en uso, parece que solo los láseres de colorante pueden cubrir todo el espectro visible; esto probablemente se deba al hecho de que existen muchos tintes láser, pero, de nuevo, es concebible que pueda usar múltiples tintes diferentes como medios de ganancia concurrentes.

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Alternativamente, puede combinar tres medios de ganancia diferentes, ya sea dentro de la misma cavidad o con tres cavidades paralelas, y usarlos para crear una fuente de luz con un espectro de tres bandas que parezca visualmente blanco para el ojo humano.

Básicamente, sin embargo, su pregunta no está particularmente bien planteada, porque "luz blanca" puede significar muchas cosas diferentes en muchos contextos diferentes.

• Puede significar, por ejemplo, cualquier luz que parezca visualmente blanca para el ojo humano. Este es un requisito muy laxo y, de hecho, podría combinar tres láseres existentes diferentes$-$los láseres rojo, verde y azul que ya has encontrado$-$, combínalos con espejos dicroicos y listo.
• Sin embargo, la mayoría de las veces, el término "luz blanca" se refiere a la luz con una distribución espectral casi constante que abarca toda la parte visible del espectro. Como se discutió anteriormente, esto es en principio posible pero no tan fácil.
• Sin embargo, además de eso, cuando decimos "luz blanca", normalmente nos referimos a una mezcla incoherente de todo el espectro visible.

En términos generales, si tiene un láser con un gran ancho de banda, entonces con suficiente ingeniería probablemente pueda arreglar las cosas para que emita un láser de manera uniforme en todo su ancho de banda sin inducir una coherencia adicional entre las diferentes frecuencias, lo que le da ese tercer caso, pero eso es principalmente un ejercicio sin sentido: si tiene un ancho de banda tan grande y desea que su dispositivo emita láser en todo su espectro, es casi seguro que está construyendo un láser pulsado que se basa en la emisión coherente en todas las diferentes frecuencias. (Si quisiera mezclas incoherentes, simplemente obtendría una lámpara de luz blanca de la miríada de tipos sin láser disponibles).

Si construye un láser pulsado de banda ancha de este tipo, entonces los pulsos a menudo se ven blancos. (Por otro lado, los láseres de banda extremadamente ancha tienden a funcionar en el infrarrojo, y solo se desvanece en lo visible mediante el uso de generación supercontinua basada en Raman en fibras de núcleo hueco llenas de gas que se usan para la ampliación espectral. Pero, de nuevo, si eso le molesta, entonces probablemente no debería llamar a los punteros láser de luz verde "láseres verdes", ya que en realidad son láseres IR de frecuencia duplicada). Es extremadamente inusual que tales láseres se denominen "láseres de luz blanca", sin embargo, porque nos preocupamos por sus pulsos y la duración de esos pulsos, junto con la frecuencia portadora central, mucho más que por sus aspectos visuales.

Y esto me lleva a la razón principal por la que la gente no fabrica mucho láseres de luz blanca: porque básicamente no tiene sentido . Si desea luz blanca, entonces una fuente incoherente funciona igual de bien, y es mejor que trabaje con eso. Hay razones para hacer láseres de banda ancha, pero los verá comercializados por esas razones en lugar de su aspecto visual.

Demostración del primer láser blanco del mundo

Los científicos finalmente crearon un láser blanco que podría iluminar su hogar

Los láseres blancos ya existen hace años, pero dependen de la combinación de colores. Desde 2015, los científicos desarrollaron lares de color blanco puro. Pero, no depende solo del espectro, tienen muchas variantes (como lentes).

El láser blanco se encuentra actualmente en forma de prueba de concepto y se deben superar varios obstáculos antes de que la tecnología sea práctica. Según los estudios, el mayor de ellos es hacerlo funcionar con batería. En su forma actual, el material sale de un láser separado, que bombea electrones al semiconductor.

Un láser blanco monolítico