Pulsos láser lo más breves posible
Los pulsos láser ultracortos son necesarios para registrar reacciones químicas en tiempo real. En biofísica se necesita una duración lo más breve posible para poder alcanzar intensidades lo suficientemente elevadas que permitan acceder a regímenes hasta ahora inaccesibles en óptica no lineal extrema. Asimismo, los pulsos en femtosegundos permiten tratamientos médicos de gran precisión en los que no se daña las células vecinas. No obstante, a día de hoy la generación de pulsos de pocos ciclos en regímenes visibles y en el infrarrojo (IR) cercano requieren montajes muy complicados. Estos montajes consisten habitualmente en un amplificador paramétrico óptico no colineal, bombeado con pulsos de alta energía en fs procedentes de un amplificador láser regenerativo de titanio-zafiro. Un equipo de científicos financiado por la UE propuso en su lugar un método mucho más sencillo. El método investigado por estos científicos dentro del marco del proyecto COPULCO (Cascaded optical pulse compressor) se basó en la compresión de solitones. En concreto, los pulsos más largos se comprimen gracias a las propiedades singulares que los solitones de mayor orden exhiben en una pieza única de material no lineal. Este fenómeno se denomina compresión cuadrática en cascada de solitones. Los participantes en el proyecto COPULCO trabajaron en las compresiones cuadráticas en cascada de solitones sobre guías de onda no lineales cuadráticas. Estas guías de onda son bien conocidas no solamente por sus propiedades no lineales inherentes sino también porque proporcionan una guía excelente a los haces de luz láser. El haz de luz se guio por la guía de onda con el objetivo de eliminar los efectos de las difracciones espaciales y aumentar la intensidad de los pulsos de láser. Los solitones se generaron mediante un proceso de fases no coincidentes en cascada. Las no linealidades autoenfocantes inherentes al material se pudieron superar en una gama amplia de longitudes de onda y los solitones autodesenfocantes se soportaron entre los 1 100 y los 1 900 nm. Los científicos observaron también solitones autocomprimidos con pulsos láser de fs y magnitudes de nanojulios. Básicamente, las labores desarrolladas en el ámbito del proyecto COPULCO profundizaron en el conocimiento actual del tunelado espectral de solitones y en cómo se pueden emplear fenómenos no lineales para modificar los regímenes de conversión. La ingeniería de la dispersión extrema aplicada a materiales no lineales demostró ser capaz de ampliar el rango de dispersión hacia las longitudes de onda mayores, e incluso se consiguió un perfil de dispersión completamente normal. Los resultados del proyecto COPULCO sugieren que la compresión cuadrática en cascada de solitones se puede ampliar hasta las longitudes de onda de la radiación infrarroja cercana y media. Además, esta técnica funciona con láseres de bombeo infrarrojos que generan pulsos de fs de duración y resultan económicos y muy fiables.
Palabras clave
Pulsos láser, femtosegundos, infrarrojo cercano, COPULCO, compresión de solitones, guía de onda
