Relojes ópticos para aplicaciones espaciales
El proyecto CHRONOS (Route to on-chip resonating optical clocks via nonlinear optics) investigó nuevos principios de funcionamiento para controlar el bloqueo de fase de modo en peines de frecuencias ópticos basados en microcavidades (OFC). Su objetivo fue la construcción de relojes ópticos precisos con tasas de repetición muy elevadas. El trabajo del proyecto se basó en un nuevo principio de bloqueo de modo para obtener láseres con altas frecuencias de repetición (> 200 GHz) con un resonador no lineal de alta calidad integrado en una cavidad láser de fibra. Este tipo de estructura proporciona un tren de impulsos estable totalmente bloqueado en modo, lo cual representa una forma sencilla y eficaz de bloquear la fase de un OFC inducido por la mezcla de cuatro ondas en microrresonadores. Es importante destacar que el diseño consiste en una simple cavidad de fibra. La fibra sirve como elemento activo que proporciona la ganancia necesaria para lograr la emisión láser, mientras que el microrresonador se ocupa de mezclar las ondas de distintos modos. Se ha logrado diseñar los parámetros de control para el láser de cavidad anidado. La estructura del láser, que constituye la base de la generación más reciente de pares de fotones intercorrelacionados, se ha publicado en Optics Express y Nature Communications. El estudio experimental del láser se orientó hacia un conjunto más general de filtros no lineales y permitió demostrar un régimen de bloqueo de modo alternativo. Estos resultados se han presentado recientemente en congresos internacionales y ahora se está preparando su publicación. El estudio detallado de la dinámica de la mezcla de cuatro ondas permitió analizar la estabilidad de los haces ópticos, análisis que se publicó en Physical Review Letters y que tiene consecuencias interesantes para el grabado directo con láser mediante guías de ondas ópticas. Se ha desarrollado y publicado una forma innovadora de caracterizar el ruido del láser. Esta investigación no solo tiene un valor científico y tecnológico, tal como se ha descrito anteriormente, sino que, además, demostró las posibilidades de desarrollar un banco de pruebas de propósito general excepcionalmente sencillo, fácil de gestionar y muy versátil para tecnologías ópticas en general. El proyecto fue difícil teórica y experimentalmente, ya que pretendía definir una nueva clase de relojes ópticos posibilitada por el uso de ciencia no lineal avanzada para generar nuevos conocimientos fundamentales e interdisciplinarios. Como resultado, ha mejorado la competitividad del sector europeo de la fotónica, mediante el desarrollo de fuentes fotónicas ultrarrápidas y rentables para una amplia gama de aplicaciones.
Palabras clave
Relojes ópticos, láser, CHRONOS, óptica no lineal, peines de frecuencias ópticos, resonadores
