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ERC

PECS Resultado resumido

Referencia del proyecto: 240460
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Alemania

Récord de eficiencia en fuentes luminosas en el ultravioleta extremo

La radiación de luz ultravioleta extrema (EUV) de alta luminosidad es un prerrequisito para lograr nuevos avances en espectroscopia fotoelectrónica, imágenes solares y litografía. Gracias a las tecnologías punta con láseres desarrolladas por un equipo de científicos financiado por la Unión Europea fue posible comercializar la EUV.
Récord de eficiencia en fuentes luminosas en el ultravioleta extremo
Para estudiar la dinámica de los electrones en tiempo real es fundamental la resolución temporal. Gracias a los láseres de pulsos ultracortos, fue posible para los científicos especializados en láser ultrarrápido capturar imágenes de momentos en el tiempo sin precedentes, y así estudiar y controlar los complejos procesos de la naturaleza en el nivel de los atosegundos.

Un método para crear pulsos de luz en atosegundos consiste en enfocar un láser de pulso muy potente en un grupo de átomos de un gas noble. Los electrones libres y iones precursores colisionan y se recombinan en un campo eléctrico intenso con un haz de láser de alto armónico, generando destellos en atosegundos que pueden encontrarse en el rango de EUV.

A pesar de que la generación de alto armónico (HHG) es una fuente coherente de radiación EUV, tradicionalmente ha utilizado sistemas con láser amplificado de bajo índice de repetición y alta energía para obtener las intensidades pico necesarias para la ionización del gas de interés. Como consecuencia de la baja eficiencia de conversión del proceso además del bajo índice de repetición del amplificador, la generación de EUV es de potencia promedio baja.

En el marco del proyecto PECS (Powerful and efficient EUV coherent light sources) un equipo de científicos introdujo importantes mejoras en la eficiencia media de conversión de potencia, reduciendo el coste y la dimensión del sistema.

En la primera etapa de la investigación el equipo de trabajo se propuso diseñar fibras de áreas grandes, realizando estudios preliminares de eficacia de pulsos en femtosegundos coherentes y configurando una cámara de alto armónico que puede alcanzar una potencia media de más de 100 µW.

Después de estas actividades, el trabajo de los científicos se centró principalmente en comprender las inestabilidades modales en los amplificadores de fibras de alta potencia, la amplificación separada espacialmente de pulsos de láseres ultracortos y la generación de EUV en atosegundos. Además, adquirieron conocimientos sobre la interrelación entre los láseres de potencia media alta y los amplificadores paramétricos.

Basados en la investigación teórica y las actividades experimentales, los miembros del proyecto sostuvieron que este sistema paramétrico óptico de amplificación de pulsos en frecuencia es el de mayor potencia desarrollado hasta el momento a nivel mundial. Este sistema sin precedentes mejoró extraordinariamente la eficiencia de la HHG, y ello permite la generación de pulsos en atosegundos separados espacialmente en frecuencias de repetición de hasta 1 MHz. Esta cifra es al menos doscientas veces mayor que las descritas en la bibliografía.

Esta fuente luminosa coherente y de alta intensidad óptima obtenida a partir del trabajo de PECS conlleva importantes aplicaciones de EUV que facilitarán la comprensión de procesos físicos, químicos y biológicos, de por sí dinámicos.

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Palabras clave

Fuentes luminosas, ultravioleta extremo, láser de pulso ultracorto, generación de alto armónico, PECS
Número de registro: 188433 / Última actualización el: 2016-08-31
Dominio: Energía