Uma ilustração do ressonador Kerr de fibra óptica, que os pesquisadores de Rochester usaram com um filtro espectral para criar pulsos de laser altamente chilreados. O padrão de arco-íris em primeiro plano mostra como as cores de um pulso de laser trinado são separadas no tempo. Crédito:Universidade de Rochester / Michael Osadciw
O Prêmio Nobel de Física de 2018 foi compartilhado por pesquisadores que foram os pioneiros em uma técnica para criar ultracurtos, ainda assim, pulsos de laser de energia extremamente alta na Universidade de Rochester.
Agora, os pesquisadores do Instituto de Óptica da Universidade produziram os mesmos pulsos de alta potência - conhecidos como pulsos chilreados - de uma forma que funciona mesmo com qualidade relativamente baixa, equipamento barato. O novo trabalho pode abrir caminho para:
Em um jornal em Optica , os pesquisadores descrevem a primeira demonstração de pulsos altamente chilreados criados por meio de um filtro espectral em um ressonador Kerr - um tipo de cavidade óptica simples que opera sem amplificação. Essas cavidades despertaram grande interesse entre os pesquisadores porque podem suportar "uma grande variedade de comportamentos complicados, incluindo explosões de luz de banda larga úteis, "diz o co-autor William Renninger, professor assistente de ótica.
Ao adicionar o filtro espectral, os pesquisadores podem manipular um pulso de laser no ressonador para ampliar sua frente de onda, separando as cores do feixe.
O novo método é vantajoso porque "conforme você amplia o pulso, você está reduzindo o pico do pulso, e isso significa que você pode colocar mais energia geral nele antes que alcance um pico de potência alto que cause problemas, "Renninger diz.
O novo trabalho está relacionado à abordagem usada pelos ganhadores do Prêmio Nobel Donna Strickland '89 (Ph.D.) e Gerard Mourou, que ajudou a inaugurar uma revolução no uso da tecnologia de laser quando foram pioneiros na amplificação de pulso chilreado enquanto faziam pesquisas no Laboratório de Energética Laser da Universidade.
O trabalho aproveita a maneira como a luz se dispersa ao passar pelas cavidades ópticas. A maioria das cavidades anteriores requer dispersão "anômala" rara, o que significa que a luz azul viaja mais rápido do que a luz vermelha.
Contudo, os pulsos chilreados vivem em cavidades de dispersão "normais" nas quais a luz vermelha viaja mais rápido. A dispersão é chamada de "normal" porque é o caso muito mais comum, o que aumentará muito o número de cavidades que podem gerar pulsos.
Cavidades anteriores também são projetadas para ter menos de um por cento de perda, enquanto os pulsos chirped podem sobreviver na cavidade apesar da perda de energia muito alta. "Estamos mostrando pulsos chilreados que permanecem estáveis mesmo com mais de 90 por cento de perda de energia, o que realmente desafia a sabedoria convencional, "Renninger diz.
"Com um filtro espectral simples, agora estamos usando perda para gerar pulsos em sistemas de dispersão normais e com perdas. Então, além de melhor desempenho de energia, realmente mostra quais tipos de sistemas podem ser usados. "
Outros colaboradores incluem o autor principal Christopher Spiess, Qiang Yang, e Xue Dong, todos os atuais e ex-assistentes de pesquisa de pós-graduação no laboratório de Renninger, e Victor Bucklew, um ex-associado de pós-doutorado no laboratório.
"Estamos muito orgulhosos deste jornal, "Renninger diz." Já faz muito tempo. "
