El láser, la batalla por una patente más larga de la historia

La invención del láser a mediados del siglo pasado terminó con un larguísimo litigio por la patente que duró casi 30 años.

 

Un láser es, en esencia, un haz de luz coherente. Esto quiere decir que no se dispersa rápidamente como hace la luz que sale de una linterna, sino que se mantiene formando un rayo a largas distancias, y además es monocromático: mientras que la luz de una bombilla emite en todo el rango de luz visible, un haz láser queda confinado en una pequeñísima parte del espectro.

La prehistoria del láser debemos situarla cuando Albert Einstein escribe el tercero de los artículos sobre la forma en que la materia interactúa con la luz. Publicado en 1917, se titulaba "Sobre la teoría cuántica de la radiación", y allí describía la teoría de emisión estimulada de radiación. Para entenderla debemos comprender cómo emite luz un átomo: si uno de sus electrones absorbe un fotón de luz con la energía adecuada, éste sube a un nivel de energía superior; se dice que está excitado. Pasado un tiempo, cae a un nivel de energía menor emitiendo un fotón cuya energía es exactamente la que separa esos dos niveles. Esto es la emisión espontánea. La emisión estimulada consiste en que si tenemos un electrón en un nivel superior y le enviamos un fotón con la misma energía que la diferencia que existe entre los niveles, el electrón caerá al nivel inferior emitiendo un fotón con la misma energía que el fotón incidente. Obviamente, si tenemos toda una población de electrones excitados en el mismo nivel podremos obtener una cascada de fotones, todos con la misma energía: he ahí el láser. Esto era lo que había descrito Einstein. En 1928, Rudolf W. Ladenburg confirmó la existencia de fenómenos de emisión estimulada y en 1950 Alfred Kastler propuso un modo efectivo de invertir la población de electrones, el bombeo óptico, que se confirmó experimentalmente dos años después.

El 26 de abril de 1951 Charles Hard Townes, de la Universidad de Columbia, estaba sentado en un banco de un parque de Washington, lejos de casa. Había tenido una reunión pues el Pentágono, que estaba financiando parte de su trabajo en el Laboratorio de Radiación, quería mejorar sus comunicaciones y sistemas de radar usando longitudes de onda más cortas, con las que alcanzar distancias mayores. Aquella mañana de primavera en el parque a Townes se le ocurrió cómo construir un dispositivo capaz de estimular la emisión amplificada de microondas: el máser. Dos años más tarde, y junto a dos estudiantes de postgrado, James P. Gordon y H. J. Zeiger, terminó de construir el primer máser de la historia. Y patentaron su creación, que solo amplificaba microondas, no luz infrarroja o visible.

¿Podrían aplicar el principio del máser a la luz visible? Para ver si era posible se asoció con su cuñado, Arthur L. Schawlow, que trabajaba en los Laboratorios Bell, los mismos que pagaban a Townes como consultor. Entre semana Schawlow investigaba la superconductividad -que era por lo que le pagaban en Bell- y los fines de semana se juntaba con su cuñado para ver cómo podían construir un máser de luz visible. En diciembre de 1958 publicaron los resultados de su esfuerzo en la revista Physical Review, “Infrared and optical masers” y a través de Laboratorios Bell patentaron su idea.

Pero la historia no termina aquí; esto fue el pistoletazo de salida de una guerra de patentes que duró 30 años.

Para entender lo que sucedió debemos regresar a 1957, cuando a un estudiante de doctorado de la Universidad de Columbia, Gordon Gould, se le ocurrió el modo de construir un resonador óptico, una pieza fundamental sin la cual es imposible obtener un haz de láser estrecho, coherente e intenso. Ya había hecho algo parecido en 1956 para Townes, cuando le propuso cómo realizar el bombeo óptico para su máser. Describió el resonador en su cuaderno de trabajo -además de sus otras posibles aplicaciones como espectrometría, interferometría, radar y fusión nuclear- bajo el título “Cálculos aproximados sobre la viabilidad de un LASER: Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación”: esta es la primera vez que aparece el acrónimo láser. Gould sabía lo que tenía entre manos así que dirigió sus pasos a un notario para que, al menos, su trabajo estuviera convenientemente certificado.

En 1959 dejó la Universidad de Columbia porque estaba deseoso de patentar su invento y porque creía, erróneamente, que tenía que construir un láser para poder patentarlo. Abandonó su tesis doctoral y se puso a trabajar en una empresa privada, Technical Research Group (TRG). Gould les convenció para que trabajaran en el desarrollo de un láser, e incluso consiguió financiación de la agencia de investigación del Departamento de Defensa DARPA. Pero entonces las cosas se torcieron: DARPA declaró el proyecto como 'clasificado' y como Gould había participado en 'actividades comunistas', se le prohibió participar en el proyecto. Sin Gould TRG perdió la carrera, que ganó el recién fundado Hughes Research Laboratories, el brazo de investigación de Hughes Aircraft. Theodore Maiman hizo funcionar el primer láser el 16 de mayo de 1960, alumbrando con una lámpara de flash de alta potencia una varilla de rubí rosa con superficies recubiertas de plata. Inmediatamente escribió un artículo contando su trabajo a la prestigiosa Physical Review Letters, pero sorprendentemente lo rechazaron. Maiman se la jugó y lo envió a Nature -una revista aún más selectiva que PRL-; los editores lo aceptaron y salió publicado el 6 de agosto. Pero su empresa no iba a esperar a que apareciera publicado y el 7 de julio de 1960 dio una rueda de prensa anunciando el descubrimiento. Podemos imaginar el revuelo que levantó, y empezó a hablarse del “rayo de la muerte”...

Rayo láser
Rayo láser

Gould había seguido perfeccionando su idea y presentó una solicitud de patente en abril de 1959. La Oficina de Patentes de los Estados Unidos la denegó porque Laboratorios Bell había presentado su patente del láser antes que él. Por entonces el criterio que se usaba para la concesión de patentes era el first to invent (el primero en inventar), al revés que en Europa, donde se seguía (y se sigue) la norma del first to file (el primero que la pide). Así que Gould sacó su cuaderno certificado ante notario de 1957 y junto con TRG se lanzó a los tribunales. Esto llevó a un larguísimo litigio que duró 28 años. En 1973 el Tribunal de Apelaciones de Aduanas y Patentes de los Estados Unidos dictaminó que la patente original otorgada a Schawlow y Townes era demasiado general, pues no proporcionaba suficiente información para construir ciertos componentes clave, y en 1985 el Tribunal Federal en Washington ordenó a la Oficina de Patentes que concediera la patente a Gould.

 

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Me licencié en astrofísica pero ahora me dedico a contar cuentos. Eso sí, he sustituido los dragones y caballeros por microorganismos, estrellas y científicos de bata blanca.

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