Investigadores de la Universidad de Yale y del Instituto para la Electrónica Quántica, dependiente del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich (ETH), han formulado una teoría que permite a los científicos comprender mejor y predecir las propiedades tanto de los láseres convencionales como de los no convencionales.

Los láseres con los que la mayoría de las personas están familiarizadas emiten un haz estrecho de luz en una dirección fija, tienen una longitud de onda bien definida y un rendimiento de potencia predecible, como los punteros láser, los lectores de códigos de barras, los instrumentos de cirugía láser y los reproductores de CD.

En esos láseres convencionales, la luz se atrapa y amplifica entre dos espejos paralelos o interfaces y se hace rebotar de un lado a otro en una dimensión. Los científicos pueden determinar el rendimiento de la luz de salida basándose en las "pérdidas" de los espejos, que normalmente son bastante pequeñas.

Pero, una nueva clase de láseres, los DRL, que existen gracias a las modernas capacidades de la nanofabricación, consisten en un simple agregado de nanopartículas y no tienen ningún espejo para atrapar la luz. El trabajo pionero en la fabricación de estos láseres fue de la científica Hui Cao, ahora profesora de física aplicada en la Universidad de Yale, siendo propuestos para aplicaciones en la iluminación ambiental (la "pintura láser"), la obtención de imágenes para diagnosis médica, y las pantallas. Hasta ahora, para los científicos, no ha existido ninguna forma simple de predecir las longitudes de onda e intensidades de la luz emitida por los láseres DRL.

Aunque, superficialmente, los láseres convencionales y los DRL parecen operar de formas muy diferentes, los resultados experimentales indican que hay muchas similitudes básicas, y los científicos han buscado una descripción unificada que se aplique a todos los láseres.

Las propiedades de un láser son determinadas midiendo los valores de parámetros tales como el patrón de intensidades de luz dentro del láser, y las longitudes de onda de la luz de salida. Con los láseres convencionales, los valores de estos parámetros pueden obtenerse fácilmente a través de simulaciones.

Pero en los láseres DRL, las simulaciones dependientes del tiempo son difíciles de hacer, de interpretar, y no permiten obtener respuestas con las que establecer una teoría unificadora para ambos tipos de láser.

Para crear su teoría unificadora, los investigadores se valieron de un conjunto totalmente nuevo de ecuaciones no lineales que sirvieran tanto para los láseres convencionales como para los no convencionales, como los DRL u otros láseres nanoestructurados. Basándose en estas ecuaciones, A. Douglas Stone (de la Universidad de Yale), Li Ge, Stefan Rotter y Hakan Tureci (quien ahora está en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich) crearon un detallado código informático que puede predecir todas las propiedades importantes de cualquier tipo de láser a partir de sus entradas.