Primera patente del CIO en el tema de láseres

de fibra óptica

Fecha: 31 de Diciembre de 2021

La propiedad intelectual se divide en derechos de autor (obras literarias, musicales, artísticas y fotográficas, entre otras) y propiedad industrial (invenciones, marcas, y registros). La propiedad intelectual es un motor económico en EE. UU., Canadá, Europa, China, Japón, Corea del Sur, etcétera, y cada vez más, en todo el mundo. Por ejemplo, las industrias de propiedad intelectual representan el 38,2% del PIB total de EE. UU. y la cuarta parte de las exportaciones estadounidenses.

Las patentes están contenidas dentro de la propiedad industrial. En gran medida su importancia radica en la gestión de la transferencia de tecnología e innovación. En México, un actor importante en la generación de patentes es el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), a través de los centros de investigación, incluyendo al CIO; estos forman una parte importante en la articulación del sistema de vanguardia de conocimientos científicos y tecnologías que refleja los resultados de su actividad, no solo en generación de investigación como lo son artículos científicos, libros, charlas en conferencias, divulgación, etcétera, sino también en patentes registradas que eventualmente pueden generar recursos.

Este año el CIO presentó una patente elaborada por los investigadores del Área de Fibras Ópticas y Láseres en colaboración con el Laboratorio de Fibras Ópticas de la Universidad de Valencia (UV), España, en el tema de láseres de fibra óptica (el número de solicitud de patente es PCT/ ES2021/070687). Esta patente es la primera enviada en dicho tema en toda la historia del CIO desde cuando el Área de Fibras Ópticas y Láseres (el Departamento de Fibras Ópticas en su tiempo) fue formado, corriendo el año de 1992.

Esta patente está dedicada a un láser de fibra dopada con iterbio de longitud de onda muy larga (1.135 micras) para este dopante. Lo que quiere decir que, dicho láser está desarrollado para usarlo como un bombeo óptico muy eficiente para otro láser de fibra óptica, esto es, de fibra dopada con holmio, que opera a 2.07 micras aproximadamente, en el régimen de onda continua. Los láseres que operan a esta longitud de onda1 son muy importantes para muchas aplicaciones tales como en medicina (por ejemplo, dentro de una cirugía) o en el campo de la industria de procesado de plásticos transparentes en visible, entre otras tantas. Además, la longitud de onda de operación del láser de fibra dopada con holmio2 (de 2.0 a 2.2 micras) está por el límite de transmisión de fibra óptica convencional por su gran absorción de luz infrarroja en vidrio de sílice superior a 2.2 micras, y, por lo tanto, este tipo de láser es el único que opera a longitudes de onda más largas posibles para las fibras convencionales, que se utilizan en el 99% de los casos.

El mayor impacto del desarrollo presentado en la patente es que el esquema del láser a 2.05 micras es bastante simple, pero a su vez, lo suficientemente robusto pues está basado en una cascada de dos láseres de fibra bien desarrollados (ver Figura (B)), el primero de estos es sujeto de patente. Es importante anotar que, en el presente, en lugar del esquema propuesto para láseres de fibra óptica a 2.05 micras se utilizan una cascada de tres láseres de fibra (ver Figura (A)), lo que es más complicado, más caro y menos eficiente.

Actualmente la colaboración entre los investigadores de CIO y la UV está enfocada en la búsqueda del fabricante y del usuario final del láser, para así poder vender la patente en un futuro cercano. En este caso, la patente extendería su cobertura a Europa y Estados Unidos, para así proteger los derechos del CIO (55%) y la UV (45%). Adicionalmente, se siguen desarrollando investigaciones de otros regímenes de operación de láseres de fibra de holmio como de pulsos cortos y ultracortos para catapultar el rango de aplicaciones del láser en proceso de obtención de patente.

1 Longitud de onda. - Distancia física entre dos puntos a partir de los cuales determinada onda se repite.

2 Holmio. - Elemento químico cuyo símbolo es Ho y su número atómico es 67. Es un elemento metálico que pertenece al grupo de tierras raras y se usa como medio activo para láseres o para la fabricación de imanes muy fuertes.

Figura: Transiciones energéticas entre láseres en cascada. (A): esquema láser propuesto, (B): esquema láser común. Los picos espectrales indican longitudes de onda de láseres correspondientes. D Lesdiodo láser, EDF Lesláser de fibra dopada con erbio, TDF Les láser de fibra dopada con tulio, HDF Lesláser de fibra dopada con holmio, YDF Les láser de fibra dopada con iterbio. Las flechas con líneas punteadas muestrantran siciones energéticas entre los láseres. El esquema láser avanzado tiene una transición menos que la convencional.