Los físicos en el Laboratorio de Física de Attosegundos en Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich y en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica MPQ han desarrollado un nuevo tipo de detector que permite que el perfil de oscilación de las ondas de luz sea precisodeterminado.
La luz es difícil de agarrar. Las ondas de luz se propagan a una velocidad de casi 300,000 km por segundo, y el frente de onda oscila varios cientos de billones de veces en ese mismo intervalo. En el caso de la luz visible, la distancia física entre los picos sucesivosde la onda de luz es inferior a 1 micrómetro, y los picos están separados en el tiempo por menos de 3 millonésimas de billonésima de segundo <3 femtosegundos. Para trabajar con luz, uno debe controlarla, y eso requiere un conocimiento preciso desu comportamiento. Incluso puede ser necesario conocer la posición exacta de las crestas o valles de la onda de luz en un instante dado. Investigadores con sede en el Laboratorio de Física de Attosegundos LAP en la LMU Munich y el Instituto Max Planck para QuantumÓptica ahora están en condiciones de medir la ubicación exacta de tales picos dentro de pulsos ultracortos de luz infrarroja con la ayuda de un detector recientemente desarrollado.
Tales pulsos, que abarcan solo unas pocas oscilaciones de la onda, pueden usarse para investigar el comportamiento de las moléculas y sus átomos constituyentes, y el nuevo detector es una herramienta muy valiosa en este contexto. Los pulsos láser ultracortos permiten a los científicos estudiar dinámicasprocesos a niveles moleculares e incluso subatómicos. Usando trenes de estos pulsos, primero es posible excitar las partículas objetivo y luego filmar sus respuestas en tiempo real. Sin embargo, en campos de luz intensa, es crucial conocer la forma de onda precisa depulsos. Dado que el pico del campo de luz oscilante portador y el de la envolvente del pulso pueden cambiar entre sí entre diferentes pulsos láser, es importante conocer la forma de onda precisa de cada pulso.
El equipo de LAP, que fue dirigido por el Dr. Boris Bergues y el profesor Matthias Kling, jefe del Grupo Ultrafast Imaging and Nanophotonics, ahora ha logrado un avance decisivo en la caracterización de las ondas de luz. Su nuevo detector les permite determinar la'fase', es decir, las posiciones precisas de los picos de los pocos ciclos de oscilación dentro de cada pulso, a frecuencias de repetición de 10.000 pulsos por segundo. Para ello, el grupo generó pulsos láser polarizados circularmente en los que la orientación de la óptica de propagaciónel campo gira como una manecilla de reloj, y luego enfoca el pulso giratorio en el aire ambiente. La interacción entre el pulso y las moléculas en el aire da como resultado una breve ráfaga de corriente eléctrica, cuya dirección depende de la posición del pico de la onda de luz.Al analizar la dirección exacta del pulso actual, los investigadores pudieron recuperar la fase del "desplazamiento de la envoltura portadora" y, por lo tanto, reconstruir la forma de la onda de luz.convencionalmente empleada para la determinación de fase, que requiere el uso de un aparato de vacío complejo, la nueva técnica funciona en aire ambiente y las mediciones requieren muy pocos componentes adicionales."Es probable que la simplicidad de la configuración garantice que se convierta en una herramienta estándar en tecnología láser", explica Matthias Kling.
"Creemos que esta técnica también se puede aplicar a láseres con tasas de repetición mucho más altas y en diferentes regiones espectrales", dice Boris Bergues. "Nuestra metodología es de particular interés en el contexto de la caracterización de pulsos láser extremadamente cortos con alta frecuenciatasas de repetición, como las generadas en la Infraestructura de luz extrema ELI de Europa ", agrega el profesor Matthias Kling. Cuando se aplica a las últimas fuentes de pulsos láser ultracortos, este nuevo método de análisis de forma de onda podría allanar el camino a los avances tecnológicos, tambiéncomo permitir nuevas ideas sobre el comportamiento de las partículas elementales 'en el carril rápido'.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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