p Lasers que emitem pulsos ultracurtos de luz são componentes críticos de tecnologias, incluindo comunicações e processamento industrial, e têm sido fundamentais para a pesquisa fundamental ganhadora do Prêmio Nobel em física. Embora tenha sido inventado pela primeira vez na década de 1960, o mecanismo exato pelo qual os lasers realmente produzem esses flashes brilhantes de luz permaneceu indefinido. Não era possível olhar dentro de um laser, pois ele é ligado pela primeira vez para ver como os pulsos de laser se acumulam a partir do ruído. Contudo, pesquisa publicada recentemente online em Nature Photonics demonstrou pela primeira vez como os pulsos de laser emergem do nada a partir do ruído e, em seguida, exibem colapso complexo e dinâmica de oscilação antes de finalmente estabelecerem uma operação regular estável. p "A razão pela qual a compreensão desses lasers tem sido tão difícil é porque os pulsos que eles produzem têm normalmente a duração de picossegundos ou mais curtos. Seguindo a dinâmica de acumulação complexa de tais pulsos curtos para centenas, às vezes, milhares de rajadas antes que o laser realmente se estabilize estavam além da capacidade das técnicas de medição óptica, "diz o professor Goëry Genty, que supervisionou a pesquisa no Laboratório de Fotônica da Tampere University of Technology (TUT).

p Esta pesquisa foi realizada em colaboração entre o Instituto FEMTO-ST na França (CNRS e a Universidade de Bourgogne-Franche-Comté) e o Laboratório de Fotônica do TUT. O avanço científico específico que levou às novas descobertas é a medição em tempo real da intensidade temporal do laser com resolução sub-picossegundo, bem como seu espectro óptico com resolução sub-nanométrica. Ao registrar essas propriedades temporais e espectrais simultaneamente, um algoritmo computacional avançado pode recuperar as características completas do campo eletromagnético subjacente.

p Além de fornecer novos insights sobre como os lasers pulsados ​​operam, os resultados da pesquisa têm importantes aplicações interdisciplinares.

p "Os resultados fornecem um exemplo de laboratório muito conveniente do que é conhecido como um" sistema soliton dissipativo ", que é um conceito central na ciência não linear e também relevante para estudos em outros campos, como biologia, medicina e possivelmente até ciências sociais, "diz o professor John. M. Dudley, que liderou a pesquisa na Universidade de Bourgogne-Franche-Comté.

p Ao reconstruir a evolução do campo eletromagnético, a equipe observou uma ampla gama de cenários de interação entre as estruturas de soliton dissipativas emergentes do ruído.

p "A abordagem que implementamos pode operar em níveis de potência de entrada baixos e altas velocidades. Os resultados fornecem uma janela completamente nova nas interações nunca antes vistas entre os solitons dissipativos emergentes na forma de colisões, fundir ou recolher ", Genty diz.

p Os pesquisadores acreditam que seus resultados permitirão um design e desempenho aprimorados de lasers pulsados ​​ultrarrápidos.

p "Esta é uma área de pesquisa verdadeiramente fascinante, onde estudos motivados por questões na ciência fundamental têm o potencial de ter um impacto prático real na futura tecnologia fotônica, "conclui Dudley.