Los investigadores del Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía de Pulso Corto (MBI) han alcanzado un nuevo hito en la generación de pulsos de pocos ciclos, rompiendo un récord de 10 años y logrando pulsos láser de 1,5 ciclos ópticos de longitud con una potencia máxima de 1,2 teravatios mediante una nueva línea de luz de compresor de fibra hueca de alta energía. Los pulsos intensos se utilizarán para generar radiación armónica de attosegundos intensa para estudios de espectroscopía XUV no lineal.

Para arrojar luz sobre los mecanismos complejos de transferencia de carga durante la formación de un enlace químico o en procesos biológicamente relevantes, se necesitan herramientas con una resolución temporal excepcional en el attosegundo (10 ^-18 s) reino. Se pueden generar pulsos de luz de un solo attosegundo en el rango espectral ultravioleta extremo (XUV) al enfocar pulsos láser intensos de pocos ciclos que abarcan solo unas pocas oscilaciones del campo eléctrico en átomos de gases nobles, utilizando el proceso llamado generación de altos armónicos (HHG). Sin embargo, la eficiencia de conversión es baja, produciendo pulsos de attosegundos muy débiles, insuficiente para aplicaciones espectroscópicas no lineales. Para crear pulsos de attosegundos aislados más intensos, energia alta, infrarrojo cercano, Se requieren pulsos de láser de conducción de pocos ciclos.

Ahora, Los investigadores del MBI han dado un gran paso adelante en la escala de energía de los pulsos del controlador. El grupo logró ampliar espectralmente y posteriormente comprimir pulsos de un láser de zafiro de titanio, que emite a una longitud de onda de 790 nm, a 3,8 fs de duración (1,5 ciclos ópticos) a una energía de 6,1 mJ, que no tiene precedentes a una tasa de repetición de kilohercios. Por lo tanto, la potencia máxima de los pulsos excede el teravatio (> 10 ¹² W) nivel. Este resultado rompe un récord de 10 años logrado en RIKEN.

Para lograr estos resultados, se construyó una nueva línea de luz de compresor de 8,2 metros de largo alrededor de un 3,75 metros de largo, fibra estirada de núcleo hueco flexible (SF-HCF) donde se produjo el ensanchamiento espectral como resultado de la interacción no lineal entre los intensos pulsos de luz y los átomos de helio admitidos en el capilar. Los pulsos ampliados espectralmente se comprimieron luego mediante un conjunto de espejos chirriantes y se caracterizaron por un dispositivo de escaneo de dispersión en línea que se colocó directamente en la línea de luz de vacío que se construyó para la posterior generación de armónicos altos y experimentos XUV. El nuevo compresor HCF es una versión mejorada de un dispositivo que se desarrolló recientemente en el marco de una colaboración internacional con la participación de MBI.