Description du projet
Mesurer la dynamique des impulsions laser ultracourtes à haute fréquence
La phase porteuse-enveloppe (CEP pour «carrier envelope phase») joue un rôle crucial dans la manière dont les impulsions laser ultracourtes interagissent avec la matière. Toutefois, il est difficile de la mesurer à des taux de répétition élevés et de nombreux utilisateurs s’appuient sur des valeurs moyennes. Les méthodes existantes reposent sur des détecteurs de réseaux lents et des calculs fastidieux. Le projet SICEP, financé par le CER, propose une nouvelle technique analogique pour mesurer la CEP pour chaque impulsion laser, même à des vitesses très élevées (des centaines de kHz aux MHz), en utilisant la transformée de Fourier optique. Cette approche permettra de surmonter les limitations de vitesse et ouvrira de nouvelles voies, en simplifiant et en remplaçant potentiellement les systèmes de stabilisation coûteux de la CEP. SICEP entend ainsi développer et tester deux types de détecteurs, analogiques et numériques, offrant des solutions de pointe pour une large gamme d’applications.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-POC
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HORIZON-ERC-POC -Institution d’accueil
22100 Lund
Suède