Pesquisadores do Instituto Max Born de Óptica Não Linear e Espectroscopia de Pulso Curto (MBI) alcançaram um novo marco na geração de pulso de poucos ciclos, quebrando um recorde de 10 anos e alcançando pulsos de laser de 1,5 ciclo óptico com potência de pico de 1,2 terawatt por uma nova linha de luz de compressor de fibra oca de alta energia. Os pulsos intensos serão usados ​​para gerar radiação harmônica de attossegundo intensa para estudos de espectroscopia XUV não linear.

A fim de lançar luz sobre mecanismos complexos de transferência de carga durante a formação de uma ligação química ou em processos biologicamente relevantes, são necessárias ferramentas com resolução temporal excepcional no attosegundo (10 ^-18 s) reino. Pulsos de luz de attossegundo único podem ser gerados na faixa espectral ultravioleta extrema (XUV) focalizando pulsos de laser de poucos ciclos intensos abrangendo apenas algumas oscilações do campo elétrico em átomos de gás nobre, usando o processo denominado geração de alta harmônica (HHG). Contudo, a eficiência de conversão é baixa, produzindo pulsos de attossegundos muito fracos, insuficiente para aplicações espectroscópicas não lineares. A fim de criar pulsos de attossegundos isolados mais intensos, energia alta, próximo ao infravermelho, são necessários pulsos de laser de acionamento de poucos ciclos.

Agora, pesquisadores do MBI deram um grande passo em frente na escala de energia dos pulsos do driver. O grupo conseguiu ampliar espectralmente e, posteriormente, comprimir pulsos de um laser de safira de titânio, que emite em um comprimento de onda de 790 nm, a 3,8 fs de duração (1,5 ciclos ópticos) a uma energia de 6,1 mJ, o que é sem precedentes na taxa de repetição de quilohertz. Assim, a potência de pico dos pulsos excede o terawatt (> 10 ¹² W) nível. Este resultado quebra um recorde de 10 anos alcançado na RIKEN.

Para alcançar esses resultados, uma nova linha de luz de compressor de 8,2 metros foi construída em torno de 3,75 metros de comprimento, fibra esticada de núcleo oco flexível (SF-HCF), onde o alargamento espectral ocorreu como resultado da interação não linear entre os pulsos de luz intensos e átomos de hélio admitidos no capilar. Os pulsos espectralmente ampliados foram então comprimidos por um conjunto de espelhos chilreados e caracterizados por um dispositivo de varredura de dispersão em linha que foi colocado diretamente na linha de luz de vácuo que é construída para a geração subsequente de alta harmônica e experimentos XUV. O novo compressor HCF é uma versão ampliada de um dispositivo que foi recentemente desenvolvido no âmbito de uma colaboração internacional com a participação da MBI.