El Grupo de procesamiento óptico ultrarrápido del INRS (Institut national de la recherche scientifique) ha redefinido las limitaciones y limitaciones de los láseres de pulsos ultrarrápidos. Como se informó en Fotónica de la naturaleza , investigadores del equipo del profesor Roberto Morandotti han producido el primer láser de nanosegundos pulsado de modo bloqueado pasivamente, con un ancho espectral récord bajo y limitado por transformación de 105 MHz, más de 100 veces menor que cualquier láser de modo bloqueado hasta la fecha. Con una arquitectura compacta, requisitos de energía modestos, y la capacidad única de resolver el espectro láser completo en el dominio de radiofrecuencia (RF), el láser allana el camino hacia la integración completa en el chip para implementaciones novedosas de detección y espectroscopia.

Los láseres que emiten trenes de pulsos de luz intensos han permitido la observación de numerosos fenómenos en muchas disciplinas de investigación diferentes, y son la base de experimentos de vanguardia en física moderna, química, biología, y astronomía. Sin embargo, las intensidades de pulso altas con tasas de repetición bajas se producen a expensas de propiedades de ruido mediocres. Aquí es donde entran en juego los sistemas láser de bloqueo de modo pasivo:son la opción óptima para generar trenes de pulsos ópticos de bajo ruido. Tales sistemas tienen, por ejemplo, hizo posible crear referencias de frecuencia óptica estables para la metrología (Premio Nobel, 2005), así como pulsos ultracortos intensos (es decir, pulsos de ciclo único en régimen de attosegundos) para el estudio de interacciones luz-materia de alta intensidad.

Si bien se han demostrado muchas técnicas de bloqueo de modo, dirigido principalmente a crear pulsos cada vez más cortos con espectros más amplios, Hasta ahora se han logrado pocos avances para abordar el problema opuesto:la generación de fuentes pulsadas de ancho de banda estrecho de nanosegundos estables.

En su última publicación, el equipo de investigación del INRS presenta una arquitectura láser novedosa que aprovecha los avances recientes en la óptica de microcavidades no lineales, empujando los límites más allá. Específicamente, explotan la característica de filtro de banda estrecha de los resonadores de microanillos integrados que, además de permitir grandes cambios de fase no lineales, hacen posible generar pulsos de nanosegundos a través del bloqueo de modo.

"La salida de láser pulsado generada tiene un ancho de banda espectral tan estrecho que es inaccesible con los analizadores de espectro óptico de última generación, "dice Michael Kues, becario postdoctoral y autor principal del estudio. Para caracterizar el ancho de banda del láser, en cambio, los investigadores utilizaron una técnica de batido óptico coherente. El ancho de banda de láser bajo récord lo hizo posible, por primera vez, para medir todas las características espectrales de un láser de modo bloqueado en el dominio de RF utilizando únicamente la electrónica de RF ampliamente disponible y confirmando, Sucesivamente, la fuerte coherencia temporal del láser.

Dichas fuentes pulsadas de nanosegundos de ancho de banda estrecho y estables son deseables para muchas aplicaciones de detección y microscopía. así como para la excitación eficiente de átomos y moléculas (típicamente con anchos de banda de excitación estrechos). Desde una perspectiva fundamental, el número bajo y manejable de modos de láser óptico, combinado con la accesibilidad a RF del espectro asociado, hacen que el láser recientemente desarrollado por el equipo sea muy propicio para el estudio adicional de los regímenes de acoplamiento de modo no lineal y de bloqueo de modo complejo.