Los investigadores Carlos Hernández García y Rodrigo Martín-Hernández, miembros del grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica y del proyecto ERC Attostructura (851201), han participado activamente en la Séptima Conferencia Internacional sobre Momento Angular Óptico. Este prestigioso congreso se celebró del 10 al 13 de junio de 2024 en el Kruger National Park, Sudáfrica.
La Séptima Conferencia Internacional sobre Momento Angular Óptico (ICOAM 2024) es un evento destacado en el campo de la óptica y la fotónica, centrado en el estudio y las aplicaciones del momento angular de la luz. Este evento reúne a científicos y expertos de todo el mundo para discutir los avances más recientes y compartir investigaciones innovadoras en áreas como la manipulación de partículas, la óptica cuántica, la generación de haces con momento angular, y aplicaciones biomédicas y de comunicación.
- Carlos Hernández García participó como orador invitado con su trabajo titulado «Attosecond vortex pulse trains»
El panorama de los pulsos de luz estructurada ultrarrápida ha evolucionado recientemente gracias a la capacidad de la generación de armónicos de orden superior (HHG) para convertir de manera no lineal el momento angular orbital (OAM) del infrarrojo al extremo ultravioleta/rayos X suaves. Hasta ahora, se ha demostrado que HHG puede producir pulsos vorticales armónicos en la escala de femtosegundos a través de varios trabajos, en los cuales los armónicos de orden superior presentan un contenido de OAM distinto. Esta característica, resultado de las reglas de conservación del OAM, ha impedido la emisión de haces vorticales con duraciones de pulso de attosegundos. En este trabajo, demostramos, teórica y experimentalmente, la generación de trenes de pulsos vorticales de attosegundos, es decir, una sucesión de pulsos de luz con una duración temporal de cientos de attosegundos, cada uno con un frente de onda helicoidal similar. Esto se logra sintetizando un peine de armónicos de orden superior con el mismo OAM. Según nuestro conocimiento, estos son los primeros pulsos vorticales producidos en la escala de attosegundos. Para lograrlo, impulsamos HHG con una rejilla de inclinación de polarización bifurcada en el infrarrojo, que resulta de la superposición no colineal de dos haces polarizados circularmente en sentido contrario con OAM opuesto. La conservación simultánea del momento lineal, y del momento angular de espín y orbital en el proceso de HHG, da como resultado dos haces armónicos de orden superior polarizados circularmente y separados espacialmente, con OAM independiente del orden. Nuestro trabajo abre el camino hacia interacciones luz-materia resueltas en attosegundos en la escala de tiempo natural de la dinámica electrónica en átomos, moléculas o sólidos.
- Rodrigo Martín-Hernández participó en la sesión de póster con el trabajo titulado «How to generate spatiotemporal optical vortices in the extreme-ultraviolet/x-ray regime»
La generación de vórtices ópticos espaciotemporales (STOV) en el régimen del infrarrojo cercano ha sido estudiada con éxito en los últimos años, tanto teórica como experimentalmente. Sin embargo, su extensión a regímenes de mayor frecuencia aún no se ha demostrado. Durante la última década, se ha comprobado que la generación de armónicos de orden superior (HHG) puede transferir con éxito vórtices ópticos longitudinales del infrarrojo cercano al extremo ultravioleta (EUV) y rayos X. Siguiendo una analogía inmediata, uno podría pensar que la HHG impulsada por STOVs resultaría en STOVs de alta frecuencia y alta carga topológica. Sin embargo, este escenario ofrece posibilidades mucho más ricas. En este trabajo, exploramos la conversión no lineal de STOVs del infrarrojo cercano al EUV/rayos X mediante HHG. Dependiendo de la configuración del haz impulsor, identificamos dos escenarios que conducen a fenómenos fuertemente diferenciados. Primero, si la HHG es impulsada por un STOV canónico, elíptico y de carga simple enfocado en un blanco de gas, se generan STOVs armónicos de alta frecuencia con la misma carga topológica que el campo impulsor. Nuestros cálculos teóricos demuestran inequívocamente que este resultado depende en gran medida de la naturaleza no perturbativa del proceso de HHG. Así, estos resultados, además de proporcionar peines armónicos de STOVs de baja carga topológica en el rango EUV/rayos X, abren la puerta para investigar algunas de las preguntas más fundamentales sobre la naturaleza intrínseca no perturbativa del proceso de HHG. Segundo, si el haz impulsor está diseñado para entregar un STOV canónico (elíptico) de carga simple en el blanco de gas, se generan STOVs armónicos de orden superior y alta carga topológica. Demostramos que en este escenario, la carga topológica resultante de los STOVs armónicos aumenta según el orden armónico multiplicado por la carga topológica fundamental, siguiendo la misma regla de conversión bien conocida que en los vórtices ópticos longitudinales.
La participación de Carlos Hernández García y Rodrigo Martín-Hernández en ICOAM 2024 subraya el compromiso del grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica con la investigación de vanguardia y la colaboración internacional en el campo de la óptica y la fotónica. Su trabajo no solo contribuye al avance del conocimiento científico, sino que también abre nuevas oportunidades para aplicaciones tecnológicas innovadoras.
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