Los investigadores de la Universidad de Rochester están estableciendo un nuevo estándar cuando se trata de producir pulsos láser ultrarrápidos en una gama más amplia de longitudes de onda que las fuentes láser tradicionales.

En trabajo publicado en Cartas de revisión física , William Renninger, un profesor asistente de óptica, junto con los miembros de su laboratorio, describir un nuevo dispositivo, llamado "resonador Kerr de solitón de pulso estirado, "que mejora el rendimiento de los pulsos láser ultrarrápidos. El trabajo tiene implicaciones importantes para una amplia gama de aplicaciones biomédicas y de ingeniería, incluyendo espectroscopia, síntesis de frecuencia, rango de distancia, generación de pulsos, y otros.

El dispositivo crea un pulso láser ultrarrápido, del orden de femtosegundos, o una cuatrillonésima de segundo, que se libera de los límites físicos endémicos de las fuentes de luz láser, lo que los científicos llaman ganancia láser, y los límites de las longitudes de onda de las fuentes.

"Simplemente pon, este es el pulso más corto jamás obtenido de una fuente de fibra sin ganancia, "Dice Renninger.

Renninger y su equipo de investigadores graduados y asociados postdoctorales mejoraron los resonadores de Kerr, una nueva y emocionante alternativa para generar pulsos láser de femtosegundos que han sido objeto de una considerable investigación.

El laboratorio superó el desafío de la duración del pulso en otras versiones de resonadores Kerr al descubrir un nuevo solitón (una ráfaga corta o envolvente localizada de una onda) que mantiene su forma mientras se propaga a una velocidad constante. Los solitones generados en el dispositivo de Renninger difieren de los solitones en otros resonadores de Kerr, específicamente en la forma y el comportamiento de los pulsos de estiramiento que crean.

"Es estable en el sentido de que sigue repitiendo lo mismo una y otra vez, haciéndose más largo, luego más corto, más largo que más corto, "Dice Renninger.

Los pulsos "cuentan con un ancho de banda espectral amplio y una duración de pulso comprimido de 210 femtosegundos, que es la duración de pulso más corta observada hasta la fecha de los resonadores Kerr de fibra, ", afirman los investigadores en el artículo.

El autor principal, Xue Dong, es investigador asociado graduado en el laboratorio de Renninger. Además de Renninger, otros coautores son Qian Yang y Christopher Spiess, también asociados de investigación graduados en el laboratorio, y Victor Bucklew, un ex asociado postdoctoral en el laboratorio.

El estudio fue financiado en parte por el Fondo de Desarrollo Tecnológico de la Universidad, un premio de investigación universitaria, y por los Institutos Nacionales de Salud. Hay una patente pendiente. Los interesados ​​pueden ponerse en contacto con Curtis Broadbent, gerente de licencias en URVentures, sobre la concesión de licencias de la tecnología.

Haciendo más accesibles los láseres ultrarrápidos

Renninger, un experto en la creación de fuentes para láseres de femtosegundos, recibió su BS y Ph.D. grados en física aplicada de la Universidad de Cornell. Antes de incorporarse al Instituto de Óptica, fue asociado postdoctoral y científico investigador asociado en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Yale.

Recientemente recibió un premio CAREER de la National Science Foundation, que incluye financiamiento para crear acceso de fuente abierta a la información para diseñar y crear fuentes láser avanzadas que generen pulsos de femtosegundos.

"Ahora hay productos comerciales, pero son muy caras. Son prohibitivos para muchos grupos de investigación con presupuestos limitados para equipos, "Dice Renninger.

Gran parte del costo es por experiencia, no componentes, por lo que su grupo utilizará parte de los fondos de CAREER para brindar consultoría a grupos de investigación en universidades más pequeñas sobre cómo diseñar y construir láseres de femtosegundos para investigación básica.

"El objetivo final es tener una guía de diseño publicada en nuestro sitio web para todos, "Dice Renninger.