Midiendo pulsos con una regla sin calibrar

Los pulsos láser ultracortos son unos de los eventos artificiales más breves. Su duración típica está en la escala del femtosegundo (1/1000000000000 s), aunque hay técnicas que permiten ir más lejos. Encontrar un patrón con el cual medirlos es misión imposible, así que la solución más ingeniosa y eficaz que se ha encontrado es utilizar el propio pulso para medirse a sí mismo.

La luz pulsada ultracorta, compuesta a veces de un amplio abanico de colores, se emite con formas muy diversas. Mediante la detección de procesos no lineales, se puede ver una huella de esas formas y medir los pulsos. En nuestro caso, utilizamos un proceso conocido como generación de segundo armónico, en el cual los fotones (partículas de luz) del pulso se unen de dos en dos para duplicar su energía.

Además, para obtener la huella adecuada (un mapa que esconde la forma del pulso), es necesario detectar este proceso mientras modificamos el pulso a medir, por ejemplo, haciendo que los distintos colores del pulso viajen “caminos ópticos” diferentes, lo que se conoce como dispersión, y hace que el pulso sea más largo. La técnica descrita, conocida como barrido de dispersión (d-scan, en inglés), fue desarrollada por investigadores de la Universidad de Oporto (Portugal) y la Universidad de Lund (Suecia).

El presente trabajo propone un algoritmo avanzado que es capaz de medir el pulso y a la vez obtener los “caminos ópticos” (dispersión) que han sido utilizados para obtener esa huella o traza. Por eso decimos que la regla utilizada, que mide esos caminos, no estaba calibrada antes de medir. Gracias a ello, será posible medir fácilmente los pulsos incluso en montajes poco accesibles en el laboratorio, o cuando se utilicen pulsos con un amplio rango de duraciones.

Puedes descubrir todos los detalles de este trabajo, colaboración entre la Universidad de Salamanca y la de Oporto, en el siguiente enlace:

Alonso, I. J. Sola & H. Crespo, Self-calibrating d-scan: measuring ultrashort laser pulses on-target using an arbitrary pulse compressor, Scientific Reports 8, Article number: 3264 (2018)

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