El Premio Nobel de Física 2018 fue compartido por investigadores que fueron pioneros en una técnica para crear pulsos láser ultracortos, pero de energía extremadamente alta en la Universidad de Rochester.
Ahora, los investigadores del Instituto de Óptica de la Universidad han producido esos mismos pulsos de alta potencia, conocidos como pulsos chirridos, de una manera que funciona incluso con equipos económicos y de calidad relativamente baja. El nuevo trabajo podría allanar el camino para:
- Mejores sistemas de telecomunicaciones de alta capacidad
- Calibraciones astrofísicas mejoradas utilizadas para encontrar exoplanetas
- relojes atómicos aún más precisos
- dispositivos precisos para medir contaminantes químicos en la atmósfera
en un papel en Óptica , los investigadores describen la primera demostración de pulsos muy chirriantes creados mediante el uso de un filtro espectral en un resonador Kerr, un tipo de cavidad óptica simple que funciona sin amplificación. Estas cavidades han despertado un gran interés entre los investigadores porque pueden respaldar "una gran cantidad de comportamientos complicados que incluyen ráfagas de luz de banda ancha útiles ", dice el coautor William Renninger, profesor asistente de óptica.
Al agregar el filtro espectral, los investigadores pueden manipular un pulso láser en el resonador para ampliar su frente de onda separando los colores del rayo.
El nuevo método es ventajoso porque "a medida que amplía el pulso, está reduciendo el pico del pulso, y eso significa que luego puede poner más energía general en él antes de que alcance un pico de potencia alto que cause problemas", Renningerdice.
El nuevo trabajo está relacionado con el enfoque utilizado por los premios Nobel Donna Strickland '89 PhD y Gerard Mourou, quienes ayudaron a marcar el comienzo de una revolución en el uso de la tecnología láser cuando fueron pioneros en la amplificación del pulso chirrido mientras realizaban una investigación en el laboratorio de la Universidad.para Laser Energetics.
El trabajo aprovecha la forma en que se dispersa la luz a medida que pasa a través de las cavidades ópticas. La mayoría de las cavidades anteriores requieren una dispersión "anómala" rara, lo que significa que la luz azul viaja más rápido que la luz roja.
Sin embargo, los pulsos chirridos viven en cavidades de dispersión "normales" en las que la luz roja viaja más rápido. La dispersión se llama "normal" porque es el caso mucho más común, lo que aumentará en gran medida el número de cavidades que pueden generar pulsos.
Las cavidades prioritarias también están diseñadas para tener menos del uno por ciento de pérdida, mientras que los pulsos chirridos pueden sobrevivir en la cavidad a pesar de una pérdida de energía muy alta. "Estamos mostrando pulsos chirriantes que permanecen estables incluso con más del 90% de pérdida de energía, lo querealmente desafía la sabiduría convencional ", dice Renninger.
"Con un filtro espectral simple, ahora estamos usando la pérdida para generar pulsos en sistemas de dispersión normal y con pérdida. Por lo tanto, además de un rendimiento energético mejorado, realmente abre qué tipos de sistemas se pueden usar".
Otros colaboradores incluyen al autor principal Christopher Spiess, Qiang Yang y Xue Dong, todos asistentes de investigación graduados actuales y anteriores en el laboratorio de Renninger, y Victor Bucklew, un ex asociado postdoctoral en el laboratorio.
"Estamos muy orgullosos de este documento", dice Renninger. "Ha tardado mucho en llegar".
La Universidad de Rochester y el Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas de los Institutos Nacionales de Salud apoyaron este proyecto con fondos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Bob Marcotte. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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