Las fuentes láser ultrarrápidas con escala de potencia en el infrarrojo de onda media (MWIR) son un elemento clave para la investigación básica y las aplicaciones en el procesamiento de materiales y la medicina. Los amplificadores ópticos basados ​​en amplificación de pulsos chirridos (CPA) se utilizan para generar pulsos de alta intensidad, una técnica galardonada con el Premio Nobel de Física en 2018. En el esquema CPA, un pulso de semilla débil y estirado temporalmente se amplifica a alta energía en un amplificador láser y finalmente se vuelve a comprimir dando como resultado un pulso ultracorto de muy alta intensidad. Aplicando este concepto, se desarrolló un nuevo sistema en MBI que entrega pulsos de pocos ps a una longitud de onda de 2 μm con una potencia máxima superior a 10 GW (10 mil millones de vatios) a una tasa de repetición de 1 kHz. Los pulsos emitidos se caracterizan por una excelente estabilidad y una brillante calidad de haz. Los resultados se informan en el último número de Letras de óptica .

Los principales amplificadores del sistema CPA de 2 μm se basan en cristales de Ho:YLF y constan de un amplificador regenerativo de alta estabilidad y dos amplificadores de refuerzo. Todos ellos son operados a temperatura ambiente y son bombeados por Tm:láseres de fibra de onda continua con una potencia total de 270 W. Partiendo de una fuente supercontinua de 2 μm, los pulsos de semillas se estiran y preamplifican y luego se alimentan al Ho:Cadena amplificadora YLF. La energía de pulso recomprimida del Ho:YLF CPA asciende a 52,5 mJ y revela una excelente estabilidad pulso a pulso de <0,23% rms. La estabilidad del pulso a largo plazo junto con la calidad del haz, medido para ser mejor que un M2 de 1,2, se presenta en la Fig. 1. El espectro emitido centrado en 2050 nm con un ancho de banda de 3,5 nm (FWHM) admite una duración de pulso limitada por transformada de Fourier de ~ 1,7 ps. Después de la amplificación, los pulsos se vuelven a comprimir en una disposición de rejilla tipo Treacy con una eficiencia> 93%. La traza de autocorrelación registrada exhibe una FWHM de 4,1 ps. Esto corresponde a una duración del pulso principal de 2,4 ps (FWHM) con un contenido energético estimado del 85%, lo que se traduce en una potencia máxima de 17 GW. Este último y la energía de pulso de> 50 mJ representan los valores más altos jamás alcanzados para pulsos de pocos ps a una longitud de onda de 2 μm hasta ahora.

Esta fuente se está aplicando actualmente como bomba en un sistema para la generación de pulsos de pocos ciclos alrededor de 5 μm con energías de varios milijulios. Aplicaciones en óptica no lineal, la espectroscopia y el procesamiento de materiales están en marcha.