Os pesquisadores da Universidade de Rochester estão estabelecendo um novo padrão quando se trata de produzir pulsos de laser ultrarrápidos em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda do que as fontes de laser tradicionais.

Em trabalho publicado em Cartas de revisão física , William Renninger, um professor assistente de ótica, junto com os membros de seu laboratório, descrever um novo dispositivo, chamado de "ressonador Kerr de soliton de pulso estendido, "que aprimora o desempenho de pulsos de laser ultrarrápidos. O trabalho tem implicações importantes para uma variedade de aplicações biomédicas e de engenharia, incluindo espectroscopia, síntese de frequência, alcance de distância, geração de pulso, e outros.

O dispositivo cria um pulso de laser ultrarrápido - da ordem de femtossegundos, ou um quatrilionésimo de segundo - que está livre dos limites físicos endêmicos às fontes de luz laser - o que os cientistas chamam de ganho de laser - e dos limites dos comprimentos de onda das fontes.

"Simplificando, este é o pulso mais curto de uma fonte de fibra sem ganho, "Renninger diz.

Renninger e sua equipe de pesquisa de graduação e associados de pós-doutorado aprimoraram os ressonadores Kerr, uma excitante nova alternativa para gerar pulsos de laser de femtossegundos que têm sido objeto de pesquisas consideráveis.

O laboratório superou o desafio de duração do pulso em outras versões de ressonadores Kerr descobrindo um novo soliton - uma curta explosão ou envelope localizado de uma onda - que mantém sua forma enquanto se propaga a uma velocidade constante. Os solitons gerados no dispositivo de Renninger diferem dos solitons em outros ressonadores Kerr, especificamente na forma e comportamento dos pulsos de alongamento que eles criam.

"É estável no sentido de que fica repetindo a mesma coisa indefinidamente, ficando mais longo, então mais curto, mais longo do que mais curto, "Renninger diz.

Os pulsos "apresentam uma largura de banda espectral ampla e uma duração de pulso comprimido de 210 femtossegundos, que é a duração de pulso mais curta observada até agora em ressonadores de fibra Kerr, "afirmam os pesquisadores no jornal.

O autor principal Xue Dong é pesquisador associado do laboratório Renninger. Além do Renninger, outros co-autores são Qian Yang e Christopher Spiess, também graduam associados de pesquisa no laboratório, e Victor Bucklew, um ex-associado de pós-doutorado no laboratório.

O estudo foi financiado em parte pelo Fundo de Desenvolvimento de Tecnologia da Universidade, um Prêmio de Pesquisa Universitária, e pelos National Institutes of Health. Uma patente está pendente. As partes interessadas podem entrar em contato com Curtis Broadbent, gerente de licenciamento da URVentures, sobre o licenciamento da tecnologia.

Tornando os lasers ultrarrápidos mais acessíveis

Renninger, um especialista na criação de fontes para lasers de femtosegundo, recebeu seu BS e Ph.D. graduado em física aplicada pela Cornell University. Antes de ingressar no Instituto de Óptica, ele era um associado de pós-doutorado e um cientista pesquisador associado no Departamento de Física Aplicada da Universidade de Yale.

Ele recentemente recebeu um prêmio CAREER da National Science Foundation, que inclui financiamento para criar acesso de código aberto a informações para projetar e criar fontes de lasers avançadas que geram pulsos de femtossegundos.

“Agora existem produtos comerciais, mas eles são muito caros. Eles são proibitivos para muitos grupos de pesquisa com orçamentos limitados para equipamentos, "Renninger diz.

Grande parte do custo é para perícia, não componentes, portanto, seu grupo usará parte do financiamento da CAREER para fornecer consultoria a grupos de pesquisa em universidades menores sobre como projetar e construir lasers de femtossegundo para pesquisa básica.

"O objetivo final é ter um guia de design publicado em nosso site para todos, "Renninger diz.