Projektbeschreibung
Messung der Dynamik ultrakurzer Laserpulse bei hohen Wiederholraten
Die Träger-Einhüllenden-Phase übernimmt bei der Wechselwirkung ultrakurzer Laserpulse mit Materie eine zentrale Rolle. Die Messung bei hohen Wiederholraten gestaltet sich jedoch schwierig, und viele Nutzende verlassen sich auf gemittelte Werte. Bisherige Methoden beruhen auf langsamen Arraydetektoren und zeitraubenden Berechnungen. Das Team des ERC-finanzierten Projekts SICEP schlägt ein neues analoges Verfahren zur Messung der Träger-Einhüllenden-Phase für jeden Laserpuls, selbst bei sehr hohen Geschwindigkeiten (Hunderte kHz bis MHz), vor, wobei die optische Fourier-Transformation zum Einsatz kommt. Mit diesem Ansatz werden die Geschwindigkeitsbeschränkungen überwunden und neue Wege eröffnet, wobei potenziell die kostspieligen Stabilisierungssysteme für die Träger-Einhüllenden-Phase vereinfacht und ersetzt werden. Ziel der Arbeit von SICEP ist es, zwei Typen von Detektoren, analoge und digitale, zu entwickeln und zu erproben, die dem Stand der Technik entsprechende Lösungen für ein breites Spektrum von Anwendungen bieten.
Ziel
The interaction of short laser pulses with matter often depends on the Carrier-Envelope-Phase (CEP), which is the offset between the maximum of the electric field and the envelope of the pulse. For high-repetition-rate laser systems, this phase can usually only be measured as an average quantity. We propose a novel analog method to measure the CEP of ultrashort laser pulses in single-shot and for every laser shot at high repetition rate (hundreds of kHz to MHz). While conventional approaches use slow array detectors and computationally expensive calculations, we perform the measurement via optical Fourier transform, virtually not imposing any speed limitations. The approach also opens up for new avenues for CEP-stabilization, possibly making most of todays complicated and expensive stabilization equipment obsolete. A patent application, securing our IP has been submitted.
The project will be conducted together with our long-standing commercial partner, Sphere Ultrafast Photonics. Sphere has a strong position on the ultrafast laser market, defining an efficient path for commercialization. We plan to develop two different kinds of CEP detectors, i.e. the analog detector and a simplified digital detector working up to 100 kHz for less demanding applications. The detectors will be extensively tested and benchmarked against each other with a number of ultrafast laser sources in Lund and at Sphere.
The original idea for analog CEP detection was inspired by our research in attosecond science, supported by the ERC advanced grant QPAP Quantum Physics with attosecond Light Pulses (884900), which requires CEP control. The lack of existing techniques for the challenging repetition rate of our laser source (200 kHz) stimulated the ideas presented in this proposal, which we now would like to explore as a proof-of-concept.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-POC
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22100 Lund
Schweden