Tecnología láser para aumentar la eficacia de la óptica no lineal
Las tecnologías láser son parte de nuestras vidas y se emplean en el día a día en aplicaciones científicas y comerciales en ámbitos como la física, la química, la ingeniería, la medicina y el procesamiento de información. Para ampliar sus capacidades es necesario expandir constantemente los regímenes accesibles de la actividad de los láseres. Para lograrlo se pueden emplear conceptos como procesos ópticos no lineales, no obstante, la óptica no lineal adolece de una eficacia limitada. Thomas Halfmann, coordinador del proyecto financiado con fondos europeos HICONO y profesor de Física en la Universidad Técnica de Darmstadt, explica el método adoptado por el proyecto: «Establecimos la base teórica y generamos una prueba experimental para controlar átomos y moléculas mediante mecanismos nuevos de láseres intensos».
Más allá de la vanguardia de la física de láser ultrarrápida y la óptica no lineal
HICONO desarrolló tecnologías ópticas para generar y medir pulsos de luz superrápidos a escalas temporales de femtosegundos (milbillonésima parte de un segundo) o más rápidas. El proyecto también desarrolló técnicas de microscopía láser nuevas e implementó herramientas comerciales para medir distancias con gran precisión. «Introdujimos y empleamos nuevos mecanismos de interacción de luz intensa y materia para generar fuentes de luz brillante en regímenes de longitud de onda nuevos hacia el espectro de radiación ultravioleta extremo», explica Halfmann. «De este modo se pueden observar procesos superrápidos a escalas microscópicas». En concreto, los investigadores investigaron procesos microscópicos físicos y químicos con una resolución sin precedentes, a una escala temporal de attosegundos (la trillonésima parte de un segundo). «Este método permitió extraer información sobre procesos sobre los que no se sabía mucho hasta ahora, ya que no existían técnicas disponibles en las escalas temporales cortas ni con suficiente resolución espacial», indica Halfmann. Además, el equipo del proyecto investigó formas nuevas de mejorar el brillo de los láseres a longitudes de onda muy cortas, mucho más allá de las longitudes de onda ultravioleta. Estas longitudes de onda tan cortas son relevantes para la litografía láser y en consecuencia para la producción de estructuras ultrapequeñas como las de los microchips electrónicos.
Tecnologías capacitadoras para medir y caracterizar campos lumínicos complejos
Por último, el equipo de HICONO desarrolló herramientas técnicas potencialmente comercializables con las que medir pulsos de luz ultrarrápidos y arbitrariamente complejos, o medir distancias a escalas nanométricas (milmillonésimas de metro). «Este último aspecto posee un interés especial para la óptica aplicada en campos como la física, la química, la medicina y la ingeniería, al ofrecer elementos ópticos de la mayor calidad», apunta Halfmann. La investigación de HICONO ha dado lugar a dos productos comerciales con los que caracterizar pulsos de láser ultrarrápidos en el rango del infrarrojo medio y medir distancias de forma ultraprecisa. «El desarrollo de técnicas nuevas para medir procesos ultrarrápidos permitirá a los investigadores estudiar sistemas y dinámicas que han estado fuera de su alcance hasta ahora», continúa Halfmann. «En concreto, esperamos obtener información nueva sobre procesos químicos y bioquímicos complejos, lo que a largo plazo dará lugar a nuevos descubrimientos en el campo de la medicina, las biociencias o la farmacología». El proyecto también contribuyó a aumentar los conocimientos que se poseen en el campo en expansión y de crecimiento rápido de las tecnologías fotónicas al dotar a diez investigadores noveles con las capacidades necesarias para que aprovechen conceptos de tecnologías láser de alta intensidad, control basado en láser y óptica no lineal aplicada. Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie.
Palabras clave
HICONO, láser, óptica no lineal, longitud de onda, procesos ópticos no lineales, pulsos de luz, tecnologías fotónicas
