Una nuova generazione di laser ultraveloci
I laser ultraveloci, i quali forniscono un impulso di energia che dura solo pochi femtosecondi, costituiscono una parte importante di molti processi industriali. Essi vengono impiegati in campi diversi come la correzione della vista, la produzione di celle solari o la metrologia dei semiconduttori. Nei laboratori scientifici e nell’industria, è possibile trovare due tipi di laser in grado di fornire impulsi brevi. I laser al zaffiro sono in grado di fornire impulsi molto brevi con potenza e tassi di ripetizione moderati. Tuttavia, i laser a itterbio combinano potenza e frequenze di ripetizione molto elevate, ma producono impulsi non molto brevi. Nell’ambito del progetto FLAME (Femtosecond light amplifiers in the megahertz regime), quattro imprese europee e due istituti di ricerca hanno unito le forze per produrre una sorgente laser ultraveloce innovativa in grado di combinare il meglio dei due mondi. I membri del progetto hanno sviluppato una sorgente luminosa che può produrre impulsi molto brevi e potenti alla frequenza di due milioni di impulsi al secondo. Inoltre, la lunghezza d’onda può subire variazioni attraverso tutto lo spettro visibile e nel vicino infrarosso. Gli sviluppi del progetto hanno contribuito a realizzare un laser ultraveloce con due ordini di grandezza in più nella frequenza di ripetizione, un ordine di grandezza in meno nella durata dell’impulso e potenze medie più elevate rispetto ad amplificatori laser disponibili in commercio, laser a fibra esistenti oppure oscillatori a ciclo breve. Utilizzando un processo ottico non lineare noto come amplificazione ottica parametrica, i ricercatori sono stati in grado di trasferire energia da un impulso laser all’altro, ottenendo impulsi ultracorti con energia elevata a frequenze molto elevate. I membri del progetto FLAME non solo si impegnano nello sviluppo di sorgenti laser ultraveloci, ma hanno inoltre completato le loro attività con lo sviluppo di nuova strumentazione di rilevamento dedicata. In particolare, hanno sviluppato sofisticati rivelatori per l’immaginografia di elettroni e ioni, su misura per la ricerca sperimentale effettuata con gli innovativi sistemi laser. La sorgente di luce creata con il progetto FLAME rappresenta una nuova generazione di laser a femtosecondi con luce pulsata intensa e frequenze di megahertz, caratteristiche che dovrebbero consentire una crescita del mercato relativo ai laser ultraveloci, con nuove figure di spicco.
Parole chiave
Laser ultraveloci, frequenza di ripetizione, impulsi brevi, immaginografia di ioni, megahertz
