Descrizione del progetto
Misurare la dinamica degli impulsi laser ultracorti ad alta frequenza
La fase carrier-envelope (CEP, carrier envelope phase) svolge un ruolo fondamentale nelle modalità con cui gli impulsi laser ultracorti interagiscono con la materia; ciononostante, misurarla ad alte frequenze di ripetizione è un’operazione complessa, per cui molti utenti si affidano in genere a valori medi. I metodi esistenti si basano su rivelatori di array lenti e su calcoli dispendiosi in termini di tempo. Il progetto SICEP, finanziato dal CER, propone una nuova tecnica analogica al fine di misurare la CEP di ciascun impulso laser, anche a velocità molto elevate (da centinaia di kHz a MHz), utilizzando la trasformata di Fourier ottica. L’approccio adottato dal progetto supera i limiti di velocità e apre nuove strade, con il potenziale di semplificare e sostituire i costosi sistemi di stabilizzazione della CEP. SICEP punta a sviluppare e testare due tipi di rivelatori (analogici e digitali), offrendo soluzioni all’avanguardia per un’ampia gamma di applicazioni.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-POC
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HORIZON-ERC-POC -Istituzione ospitante
22100 Lund
Svezia