La Conferencia General de la UNESCO, que tuvo lugar en agosto de 2017,
declaró el 16 de mayo como Día Internacional de la Luz.
La fecha fue elegida, precisamente,
para hacerla coincidir con la efeméride
de la puesta en funcionamiento del primer dispositivo láser.
El objetivo fundamental de esta celebración
es concienciar a la sociedad sobre la importancia
de la luz y las tecnologías basadas en ella
para abordar los retos
a los que se enfrenta el mundo actual
en ámbitos como la medicina, las comunicaciones, la energía,
la agricultura, la biología, la astronomía, el arte,
la cultura y el desarrollo sostenible.
En esta declaración, se destaca igualmente lo esencial
que resulta el fortalecimiento de la enseñanza
de la ciencia para afrontar tales retos.
Este día está dedicado, fundamentalmente,
a que la sociedad tome conciencia de la importancia que tiene,
tanto la luz como las tecnologías basadas en la luz, en su vida.
Hay múltiples aplicaciones que van desde la medicina,
las telecomunicaciones,
el medio ambiente, el arte, la cultura,
el desarrollo sostenible... y no nos damos cuenta de ello,
y lo que tratamos de hacer es, precisamente,
que la sociedad tome conciencia de esto.
Como, por ejemplo, la visita que vamos a hacer hoy
al Instituto de Óptica
del Consejo Superior de Investigaciones Científicas,
donde vamos a ver, in situ,
lo que hacen en tres laboratorios punteros de nuestro país.
-El Instituto de Óptica es uno de los institutos más antiguos
del área de las ciencias físicas,
dentro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
Se fundó en 1946,
pero solo se trasladó a este edificio que tenemos detrás en 1950.
Su fundador fue José Otero Navascués,
y desde su fundación se ha dedicado a investigar, prácticamente,
todos los aspectos que tienen que ver con la óptica;
pero a partir de 1960, y del 16 de mayo de 1960,
con la invención del láser,
se ha ido centrando cada vez más en la óptica y la fotónica,
el uso del láser y herramientas basadas en la luz,
y la investigación básica sobre la luz,
para afectar o mejorar todos los aspectos de la sociedad.
En el instituto, hoy en día,
hay siete grupos de investigación muy activos,
que cubren prácticamente todas las áreas de investigación
relacionadas con la óptica y la fotónica,
desde el procesado de materiales con láser,
el estudio de la óptica visual y los defectos de la visión,
la visión artificial y el tratamiento de imágenes,
las medidas de radiación óptica,
la creación de recubrimientos para el espacio,
la energía solar y la óptica aplicada a la mejora del medio ambiente,
y las telecomunicaciones y los sistemas de sensores
basados en láser y fibra óptica.
-Estamos en el Instituto de Óptica,
estamos en el laboratorio de síntesis de láminas delgadas
y su caracterización.
Aquí hacemos síntesis de láminas delgadas
utilizando técnicas láser.
Utilizamos, en particular,
una técnica que llamamos "el depósito pulsado por láser",
utilizamos un láser para evaporar los materiales
de los que queremos hacer las láminas,
y podemos hacer láminas que tengan muchos componentes,
y que estén hechas de forma artificial,
de la cual no podemos encontrar en la naturaleza.
-Bienvenidos al laboratorio de pulsos ultracortos
del Instituto de Óptica del CSIC.
Dicho de esa manera suena difícil de entender,
pero en este laboratorio utilizamos un tipo de láseres muy especiales
para modificar las propiedades de materiales
y convertirlos en más útiles, más avanzados
o más eficientes para distintas aplicaciones.
Para ello tenemos que utilizar
una cosa que llamamos "pulsos ultracortos",
que es un paquete de luz extremadamente breve
y que, para haceros una idea del tamaño que tiene,
el tiempo que yo llevo hablando en esta entrevista
es el equivalente a lo que sería un centosegundo
de la edad del universo, de los 16 500 millones de años
que asumimos que tiene la creación.
Bueno, pues esa proporción es
un centosegundo cuando estamos trabajando con láseres
que emiten pulsos que duran unos 100 centosegundos.
-Este es el laboratorio de óptica visual policromática
del Instituto de Óptica del CSIC.
Aquí estudiamos el proceso de la visión.
Para eso utilizamos óptica adaptativa,
que es una tecnología que hemos heredado de la astronomía
y que nos permite estudiar cómo es el globo ocular,
pero también cómo el cerebro ve el mundo a través del mismo.
Aquí hacemos estudios sobre adaptación neuronal,
cómo nos podemos adaptar a diferentes correcciones ópticas,
estudiamos cómo son los diseños ópticos,
por ejemplo, para lentes intraoculares,
antes de que sean fabricados
o que sean implantados en el ojo de un paciente,
y hemos desarrollado tecnología que permite predecir
cómo va a ser la visión de un paciente cualquiera
con una determinada lente intraocular
después de una cirugía de cataratas.
Además, estudiamos el proceso de la visión en su conjunto,
tanto qué ocurre cuando hay cataratas,
cuando hay cirugía refractiva, con miopía, por ejemplo,
y cómo el cerebro interpreta ese tipo de información en la retina.
-Los sistemas de imagen biomédica
han avanzado terriblemente en estos últimos años,
en estas últimas décadas,
y ahora mismo podemos hacer imagen de la córnea y del cristalino
del ojo humano con una precisión nunca vista.
De hecho, utilizamos las imágenes
para medir la superficie del cristalino y de la córnea
con muy buena precisión y realizar modelos de ojo.
Nuestro objetivo no es solamente entender el ojo joven
y entender cómo funciona el sistema visual humano,
sino también aplicar técnicas que desarrollamos
para mejorar la cirugía de cataratas
y otras cirugías oculares que se dan con mucha frecuencia.
-En el proyecto europeo SILCAI estamos desarrollando
materiales basados en fibroína de la seda
para distintas aplicaciones en el ojo.
Una de ellas es hacer tiritas para curar heridas de la córnea,
otra de ellas es hacer lo que se llaman "corneal inlays",
que pueden solucionar el problema de la presbicia,
y la última parte es hacer una lente intraocular
basada en fibroína de la seda.
-Nosotros somos el grupo GOLD,
que son las siglas de Grupo de Óptica de Láminas Delgadas,
y nos dedicamos a hacer espejos, recubrimientos
y óptica para instrumentación espacial.
Nosotros trabajamos, concretamente,
en una zona del espectro electromagnético
que es el ultravioleta más energético,
que da información diferente a lo que nos da la luz visible,
y a los astrofísicos les interesa mucho observar
en estas longitudes de onda que, además, son absorbidas por el aire.
Por tanto, todas las observaciones que se hacen del ultravioleta
se tienen que hacer desde el espacio.
Esta región del espectro es interesante porque, por ejemplo,
el oxígeno tiene unas líneas de emisión
en estas longitudes de onda
que pueden ser interesantes para ver la trazabilidad
de la habitabilidad en exoplanetas.
Ese es uno de los objetivos ambiciosos
que tiene el futuro observatorio de la NASA,
el Habitable Worlds Observatory, que uno de sus objetivos
es la búsqueda de exoplanetas con habitabilidad,
y estamos empezando una colaboración con ellos.
-Los recubrimientos ópticos para instrumentación espacial
requieren de una limpieza óptima, ya que cualquier mota de polvo
o cualquier imperfección en el propio recubrimiento
se traduce en un bajo rendimiento en el recubrimiento.
Por ello, la limpieza y la operación debe hacerse en sala limpia.
En GOLD disponemos de dos salas limpias,
una de clase ISO-6,
donde preparamos los recubrimientos que irán al espacio,
y una de clase ISO-8,
donde caracterizamos los recubrimientos.
Actualmente, estamos participando con un grupo europeo
en un proyecto para la Agencia Espacial Europea,
que trata sobre las auroras,
y en este grupo nos encargaremos de hacer
los recubrimientos ópticos del instrumento espacial.
-Este es el laboratorio de fibras ópticas,
y lo que hacemos en este laboratorio
es diseño y caracterización de láseres.
Contamos con diferentes tipos de láseres,
láseres de continuo, láseres pulsados,
láseres ultrarrápidos, láseres de diodo, entre ellos;
y, en especial, tenemos aquí un láser ultralargo ultrarrápido,
que se caracteriza por tener cavidades
que pueden llegar a alcanzar los 25 kilómetros.
¿Qué beneficios ofrece un láser ultrarrápido y ultralargo?
Pues, al ser ultralargo, la frecuencia de repetición,
el tiempo que necesita un pulso para propagarse es mucho mayor,
entonces la energía va a estar contenida en todo este pulso,
y con esto podemos conseguir potencias de pico,
potencias muy altas, que llegan a los megavatios,
con lo que podemos usar estos láseres para sensado,
detección de contaminantes,
generación de supercontinuo, metrología...
e, incluso, con láseres que diseñamos en este laboratorio
podemos detectar terremotos.
-Estamos en el laboratorio de gonioespectrofotometría.
En este laboratorio, básicamente,
tenemos el sistema de medida llamado gonioespectrofotómetro.
Con este sistema de medida podemos caracterizar materiales
midiendo las distribuciones angulares y espectrales
de su reflectancia y su transmitancia.
Lo bueno que aportan estos sistemas
es que permiten caracterizar materiales muy complejos,
como son los materiales gonioparentes.
Son materiales que cambian su apariencia visual
en función de la dirección con la que se iluminan
y con la que se observan.
-En este experimento
lo que hacemos es intentar caracterizar circuitos integrados.
Son circuitos fotónicos
y la diferencia que tienen estos circuitos
es que los cables que llevan no son cables eléctricos,
sino que son como minifibras ópticas de dimensiones rectangulares
que lo que hacen es guiar la luz a través de ellas.
Y esto nos permite transmitir información
en la luz en estos circuitos muy pequeños.
Como hemos podido ver, las tecnologías basadas en la luz
tienen una importancia capital en la sociedad actual
y dichas tecnologías surgen de los trabajos de investigación
que se realizan en centros públicos o privados de todo el mundo.
A su vez, la investigación es fruto del conocimiento científico
adquirido previamente en universidades
y otros centros de enseñanza.
Se hace esencial, por lo tanto,
el fortalecimiento de la enseñanza de la ciencia
como base fundamental de dicho conocimiento.
La UNED, desde su ámbito académico,
además de impartir los estudios científicos
ofrecidos en sus planes oficiales,
también viene desarrollando
una importante labor de divulgación científica
para que la sociedad pueda conocer, entender y valorar
el papel fundamental que tiene la ciencia
en el avance del progreso y bienestar de todas las personas.
Ejemplo de ello ha sido el proyecto de divulgación
desarrollado por un grupo de profesores
de la Facultad de Ciencias
que, con el título
"Óptica recreativa, del cole a casa",
busca acercar la ciencia de manera lúdica a los más jóvenes
mediante experimentos sencillos y fascinantes
con láseres, lentes y otros elementos ópticos.
Este proyecto consiste en que hemos preparado un kit,
lo que llamamos el kit de divulgación, el kit de Fresnel,
que es un conjunto de materiales para hacer experimentos.
También tenemos dos manuales donde explicamos
todos estos experimentos, un manual es a nivel de iniciación
y el otro manual es a nivel de experto.
Con esto lo que queremos es... hacemos los talleres en los colegios
gracias a la colaboración de ColArte en Madrid,
hemos contactado con seis colegios de Madrid
y vamos haciendo los talleres de demostración
de los experimentos en los colegios.
Hacemos cuatro clases, son dos talleres en paralelo,
estamos cuatro profesores cada vez,
y luego, una vez acabados estos experimentos
en los que por supuesto los chavales preguntan todo lo que quieren,
al ser taller también participan,
ellos mismos hacen experimentos en clase,
estos experimentos también son parte de los que van a poder hacer luego,
porque estos kits de experimentos
lo que hacen es que dejamos cinco kits por cada clase
y entonces se prestan a los alumnos.
Los alumnos se llevan el kit cada semana uno a casa
e intentan hacer experimentos basados en lo que han visto
y basados en los manuales.
-Dentro del mundo de la investigación una parte muy importante
es la formación de futuros investigadores
que puedan continuar la investigación en todas estas líneas
que os hemos mostrado.
Y dentro de ese objetivo, el Instituto de Óptica
oferta todos los años un curso de investigación,
de introducción a la investigación, para estudiantes de últimos cursos,
de carreras relacionadas con la óptica y la fotónica,
o incluso de primeros cursos de máster,
para que puedan acudir al Instituto de Óptica
y aprender y comprender
las diferentes líneas que se desarrollan
e incluso, quizá, realizar sus prácticas con nosotros.
Creemos que es un gran hito más
que se puede aportar
al futuro desarrollo de la investigación.