Usando la función de Fuente de luz láser avanzada (ALLS), El equipo de investigación del profesor François Légaré del Institut national de la recherche scientifique (INRS) ha superado los límites de la propagación de pulsos de alta energía en un medio no lineal mediante la observación de estados solitarios multidimensionales de alta energía. Este avance permite la generación directa de extremadamente cortos e intensos, pulsos de láser que son altamente estables en el tiempo y el espacio. Los resultados de este trabajo fueron publicados en Fotónica de la naturaleza .

Los sistemas láser comunes restringen la operación a un solo modo transversal, lo que pone un límite superior a la tecnología láser. Hasta aquí, las dimensiones más altas se han considerado perjudiciales ya que son propensas a una gran inestabilidad y colapso. Esto hace que el impacto científico de este trabajo sea notable. Los paquetes de ondas multidimensionales autosostenidos observados son impulsados ​​por picosegundos, pulsos de bomba de infrarrojo cercano en una fibra de núcleo hueco llena de gas, que será de gran interés para muchos científicos de todo el mundo.

Estos estados solitarios multidimensionales también tienen un gran impacto tecnológico.

Los investigadores del INRS pudieron generar campos de luz coherentes de alta energía y diseñados espacio-temporalmente. Este descubrimiento podría conducir a avances en la ciencia del láser para una amplia gama de aplicaciones. La investigación implica enormes avances teóricos, Simulaciones numéricas muy complejas y estudios experimentales sistemáticos. Se realizó en las instalaciones de ALLS en INRS, una instalación de investigación de clase mundial que se centra en el desarrollo de nuevos tipos de láseres con aplicaciones revolucionarias.

"La luz a altos niveles de energía se comporta de manera diferente a lo que pensamos, "dice Reza Safaei, Doctor. estudiante en INRS, "Pudimos diseñar el sistema funcionando de manera saturada, régimen caótico donde el realce dramático no lineal ocurre por sí mismo. Las interacciones entre estados multidimensionales en realidad hacen que la luz en los pulsos de láser se autoorganice hacia estados multidimensionales altamente estables. Esta es una gran sorpresa Dado que estos estados solitarios surgen de un caos altamente inestable, como escuchar una nota saliendo de un tambor! "

"El impacto tecnológico inmediato de este trabajo es la generación de pulsos de pocos ciclos a partir de láseres controladores Yb de picosegundos utilizando un sencillo robusto, y enfoque eficiente que proporciona una nueva tecnología láser para la física de campo fuerte, "dijo Guangyu Fan, Doctor. estudiante en INRS.

"Es especialmente útil para escalar fuentes de rayos X suaves y ultravioleta extrema (XUV) de mesa hasta energías de fotones más altas debido a la longitud de onda central más larga del haz de salida, ", dijo el profesor François Légaré." Al mirar hacia el futuro, Los láseres y amplificadores que pueden funcionar elegantemente en estados multidimensionales pueden tener una potencia significativamente mayor que los dispositivos basados ​​en un solo modo, con una mejora no lineal controlable significativa. Esta posibilidad se extiende más allá de la tecnología láser ultrarrápida a toda la ciencia del láser, dado que la dimensionalidad y las no linealidades espaciales / espaciotemporales representan limitaciones clave para los láseres de alta potencia de todo tipo ".

El equipo cree que esta idea podría impulsar la tecnología láser, que prácticamente ha estado bloqueado en un modo durante más de 20 años. Esto permitirá el desarrollo de muy compactos, sistemas láser de alta potencia con una amplia variedad de aplicaciones industriales, incluido el micromecanizado y el procesamiento de materiales. Además, esta innovadora tecnología láser se utiliza ahora para desarrollar tableros de mesa muy compactos, fuentes de rayos X ultracortos con aplicaciones potenciales para rastrear fenómenos ultrarrápidos como reacciones químicas y dinámica de magnetización, así como para imágenes biomédicas de alta resolución espacial en el rango espectral de la ventana de agua. INRS también ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este método láser potencialmente revolucionario.