El señor de los anillos: el ajuste del Grafeno

Como en los libros de JRR Tolkien, el grupo de investigación de Aplicaciones Láser y Fotónica (ALF-USAL) continua su aventura en la búsqueda del Anillo.

Tras descubrir el Anillo de Fase Ajustada en la generación de armónicos de orden elevado en Argón [1], ahora han ido un paso mas allá para encontrar el correspondiente Anillo de Fase Ajustada en grafeno. Cuando una lámina de grafeno se ilumina con un haz láser intenso, la dinámica electrónica ultrarrápida inducida da como resultado la emisión de radiación de mayor frecuencia.

Esta emisión puede entenderse como resultado de una excitación de electrones desde la capa de valencia a la banda de conducción, una posterior aceleración en dicha banda de conducción, y una recombinación final con los huecos que quedaron en la banda de valencia. Dicho proceso, conocido como generación de armónicos de orden alto, es muy sensible a la intensidad del campo láser incidente y, por lo tanto, al perfil espacial del haz láser.

Como consecuencia, la radiación emitida desde diferentes partes de la capa de grafeno puede interferir, tanto de forma destructiva como constructiva. Para obtener radiación de alta frecuencia eficiente es necesario ajustar correctamente las emisiones de las diferentes partes de la lámina de grafeno.

En su último trabajo, el grupo ALF-USAL ha demostrado que cuando la lamina de grafeno se ilumina con un haz Gaussiano intenso, la emisión de armónicos de orden elevado se produce esencialmente en una región anular de la lámina: el Anillo de Fase Ajustada. Este hallazgo arroja luz sobre la física macroscópica de generación de armónicos de orden elevado en el grafeno, ofreciendo una herramienta para diseñar el proceso y aumentar su eficiencia.

Después de encontrar el Anillo de Fase Ajustada en Argón y en Grafeno, los investigadores del grupo ALF-USAL continúan sus aventuras para gobernar las interacciones luz-materia con láseres intensos.