Thierry Ruchon del Groupe Attophysique del CEA-LIDyL Laboratory de la Université Paris-Saclay, impartirá el seminario titulado «High Harmonic Generation with Two Non-Collinear Drivers: A Unique Gateway to Extreme Nonlinear Phenomena« el próximo 8 de octubre a las 13:00.
El seminario tendrá lugar en el aula V del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca.
La revista XL Semanal se hace eco del trabajo y la destacada trayectoria investigadora de Carlos Hernández García, miembro de nuestro grupo de investigación en la Universidad de Salamanca. En un artículo reciente, se resalta el impacto de sus investigaciones en el campo de la attofísica, una disciplina que permite estudiar los fenómenos más pequeños y rápidos del universo subatómico.
Hernández García, quien ha sido galardonado por la Fundación BBVA y la Real Sociedad Española de Física, lidera investigaciones que han permitido generar pulsos de láser ultrarrápidos capaces de congelar el movimiento de partículas subatómicas, como los electrones. Esta tecnología revolucionaria abre nuevas vías para el estudio y control de la materia a nivel cuántico.
La publicación pone de relieve no solo su habilidad para desentrañar los misterios de la física cuántica, sino también el enorme potencial que su trabajo tiene para aplicaciones futuras en campos tan diversos como la electrónica, la energía y la medicina.
Desde nuestro grupo de investigación, celebramos la difusión de estos logros en medios nacionales y felicitamos a Carlos Hernández García por el reconocimiento a su esfuerzo y dedicación.
Nos complace anunciar la defensa de la tesis doctoral de Ana García Cabrera, titulada «Efectos de las simetrías del cristal en la generación de armónicos altos en grafeno«. La defensa se llevará a cabo el lunes 29 de julio a las 11:00 en el Aula III del Edificio Trilingüe. Los directores de tesis son el Dr. Luis Plaja Rustein y el Dr. Carlos Hernández García.
Os invitamos cordialmente a asistir a esta importante presentación, ya que vuestra presencia y apoyo serán muy apreciados.
Zhensheng Tao del State Key Laboratory of Surface Physics and Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (MOE), de la Fudan University en Shanghai (P. R.China), impartirá el seminario titulado «Solid-state High-order Sideband Spectroscopy and Microscopy« el próximo 23 de julio a las 12:00.
El seminario tendrá lugar en el aula VII del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca.
Resumen
La manipulación ultrarrápida de estados electrónicos en materiales cuánticos es fundamental para la ingeniería de estados cuánticos y la modulación óptica ultrarrápida. Recientemente, los materiales impulsados por campos fuertes han mostrado propiedades personalizadas fascinantes, como la modificación de estados topológicos, la modulación de propiedades ópticas y la ingeniería de estructuras de bandas. Sin embargo, los métodos experimentales para acceder a las propiedades de los estados cuánticos vestidos por campos fuertes son limitados.
En esta charla, presentaré nuestras técnicas recientemente desarrolladas de espectroscopía y microscopía de bandas laterales de orden superior, que permiten mediciones resueltas en energía, tiempo y espacio de estados cuánticos vestidos por campos fuertes o fenómenos de ondas en campo cercano. Presentamos las primeras mediciones sobre las tasas de desfase de estados excitónicos vestidos por campos fuertes, identificando la disociación del excitón por campo fuerte como el mecanismo principal de desfase. Además, logramos la primera imagen tomográfica tridimensional en campo cercano de un campo resonante anapolo en el infrarrojo medio en un resonador de silicio de micrómetros de espesor.
Estos resultados subrayan la espectroscopía y microscopía de bandas laterales de orden superior como herramientas poderosas para estudiar la manipulación ultrarrápida de materiales cuánticos.
Figure (a) Illustration of measuring the exciton dephasing rates using high-order sideband spectroscopy. (b) Illustration of imaging near-field distribution in dielectric optical resonators.
Estamos encantados de anunciar que Ming-Chang Chen de la National Tsing Hua University en Hsinchu, Taiwan, visitó el grupo de Aplicaciones del Láser de la Universidad de Salamanca (USAL) del 08 al 10 de julio de 2024. Durante su visita, además de mantener reuniones con los investigadores del grupo y recorrer el laboratorio, ofreció una charla el día 10 de julio titulada «Advancements in Turn-Key Attosecond Light Sources and Their Application in Probing Spin Dynamics».
La colaboración entre Ming-Chang Chen y el grupo ALF tiene un largo recorrido, comenzando en 2016. Como resultado de esta colaboración, se han publicado varios artículos de investigación, fortaleciendo así el vínculo entre ambas instituciones y avanzando significativamente en el campo de la tecnología láser.
P. -C. Huang, C. Hernández-García, J. -T. Huang, P. -Y. Huang, L. Rego, C. -H. Lu, S. -D. Yang, L. Plaja, A. H. Kung, & M. -C. Chen. (2019). Realization of Polarization Control in High-Order Harmonic Generation. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 25(4), 1-12. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2019.2919777
El Prof. Chen estableció el laboratorio ATTO-EUV en 2013 con el objetivo de generar láseres EUV brillantes y coherentes en una mesa. Su investigación reciente está dedicada a avanzar en la tecnología láser y generar la fuente EUV de armónicos de alto orden más corta y brillante. Destacadamente, él fue pionero y demostró la solución completa para el control de la polarización de pulsos de attosegundos aislados e inventó el polarímetro EUV de banda ancha. Mediante la introducción de la técnica de post-compresión altamente eficiente, CASCADE, habilitó la producción de pulsos IR de un solo ciclo y pulsos EUV de attosegundos aislados. Esta fuente de luz EUV de mesa, accesible y confiable, ha abierto numerosas posibilidades, incluyendo la primera elipsometría espectroscópica EUV y la fuente de luz EUV más brillante para nano-imágenes.
Este evento, que reúne a los principales expertos y jóvenes talentos del ámbito de la óptica, ha sido una plataforma excepcional para presentar los avances más recientes en la investigación y desarrollo en este campo.
El grupo ha contribuido con una serie de trabajos que abordan diversas áreas de la óptica moderna, destacándose por su innovación y rigor científico. A continuación, se resumen los trabajos presentados:
Attosecond Structured Light (Invitada) Autor: Hernández García, C.
Diseño de guías de ondas superficiales optimizadas para sensado y extracción de luz en materiales cristalinos fabricadas mediante escritura directa con láser de femtosegundo (Oral) Autores: Arroyo Heras, V., López Quintas, I., Vázquez De Aldana, J. R., Bonduelle, M., Martín, G., & Romero Vázquez, C.
Medida de pulsos ultracortos vectoriales con amplitude swing (Oral) Autores: Barbero, C., Alonso, B., & Sola Larrañaga, I. J.
Towards an all-fiber source of isolated attosecond pulses driven by high-energy sub-cycle waveforms from soliton dynamics (Oral) Autores: Fernández Galán, M., Serrano, J., Conejero Jarque, E., Borrego-Varillas, R., Lucchini, M., Reduzzi, M., Nisoli, M., Brahms, C., Travers, J. C., Hernańdez-García, C., & San Román, J.
Sistema óptico aplicado a la espectroscopía resuelta en tiempo en el rango de femtosegundo y picosegundo (Oral) Autores: Guerras, M., Lópe Quintás, I., & Sola Larrañaga, I. J.
Intense and isolated polarization-controlled magnetic fields from structured laser beams to drive nonlinear magnetization dynamics (Oral) Autores: Martín Domene, S., Sánchez-Tejerina, L., Martín-Hernández, R., & Hernández García, C.
Generation of extreme-ultraviolet high-topological charge spatiotemporal optical vortices (Oral) Autores: Martín-Hernández, R., Gui, G., Plaja, L., Kapteyn, H. C., Murnane, M. M., Liao, C.-T., Porras, M. Á., & Hernandez-Garcia, C.
Self-interference of Hermite-Gaussian high-order harmonics simulated through machine learning (Oral) Autores: Pablos-Marín, J. M., Schmidt, D., De Las Heras, A., Westlake, N., Serrano, J., Lei, Y., Kazansky, P., Adams, D., Durfee, C., & Hernández García, C.
Topological spectroscopy: High Harmonic Generation from Graphene irradiated by structured fields (Oral) Autores: Plaja, L., García Cabrera, A., Boyero-García, R., Zurrón-Cifuentes, O., Serrano, J., San Román, J., & Hernández-García, C.
Improving pulse self-compression in photonic crystal fibers using particle swarm optimization algorithm. (Oral)
Autores: Vaquero, A., Galán, M. F., Rodríguez Frías, M. D., Conejero Jarque, E., & Méndez, C.
Macroscopic simulations of high-order harmonic generation assisted by artificial intelligence. (Oral)
Autores: Serrano, J., Pablos-Marín, J. M., & Hernández García, C.
Clean Temporal Pulses from All-Bulk Multipass Cells. (Oral)
Autores: Segundo-Staels, V., Conejero Jarque, E., & San Roman, J.
Microscopía de generación de segundo armónico en cristales microestructurados con pulsos de femtosegundo: BBO y Nd:YAG. (Oral)
Autores: Sevilla-Sierra, N., Rodríguez Vázquez de Aldana, J., Romero Vázquez, C., Mateos, X., & López Quintas, I.
PW-class laser spatio-temporal characterization (Póster) Autores: Barbero, C., García-García, E., Mendez, C., Rodríguez Frias, M. D., López-Ripa, M., Sola Larrañaga, I. J., & Alonso Fernández, B.
Fabricación de dispositivos fotónicos funcionales mediante escritura directa con láseres de femtosegundo. (Póster)
Autores: Romero Vázquez, C., Arroyo Heras, V., Sevilla Sierra, N., López Quintás, I., & Vázquez De Aldana, J. R.
Además de su participación presentando trabajos, los investigadores del grupo ALF – USAL también colaboraron en el desarrollo del congreso moderando varias sesiones de comunicaciones orales:
Luis Plaja, moderador de la sesión Óptica Cuántica y no Lineal, el miércoles 03 de julio
Carlos Hernández García, moderador de la sesión Óptica Cuántica y no Lineal, el jueves 04 de julio.
Estos trabajos reflejan el compromiso del grupo ALF USAL con la excelencia científica y su capacidad para liderar en el ámbito de la investigación óptica. La diversidad y profundidad de sus estudios presentados en la RNO2024 subrayan su papel crucial en el avance de la óptica moderna.
Raoul Trines del STFC Rutherford Appleton Laboratory en Didcot (Reino Unido), impartirá el seminario titulado «Laser harmonic generation: a beat wave on steroids» el próximo 11 de julio a las 12:00.
El seminario tendrá lugar en el aula VII del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca.
Resumen:
El concepto de ondas de batido láser se desarrolló en la década de 1980 para generar ondas en plasma de baja densidad utilizando láseres de doble frecuencia. En este proceso, se generan bandas laterales en el espectro de la onda electromagnética. En esta charla, mostramos que el concepto de ondas de batido también puede usarse para estudiar la generación de armónicos láser, tanto para haces Gaussianos como para modos láser de orden superior (por ejemplo, Laguerre-Gaussianos).
Presentamos un marco novedoso para estudiar la generación de armónicos láser, considerándolo como un proceso de ondas de batido multidimensional [1]. Este marco nos permite calcular y visualizar las progresiones armónicas con mayor facilidad. También incluye una manera específica de analizar simultáneamente el contenido de frecuencia, espín y momento angular orbital (OAM) de la radiación armónica, lo que proporciona una visión más profunda de este proceso.
Aplicaremos nuestro marco a la interacción de pulsos láser con objetivos estructurados, y mostraremos que podemos lograr espectros OAM sintonizables y peines de frecuencias en esta configuración. También utilizaremos nuestros métodos para analizar la generación de armónicos en óptica no lineal que involucra topologías de fase y polarización de orden superior, demostrando así que nuestros resultados tienen muchas aplicaciones más allá de las interacciones láser-sólido.
[1] R. Trines et al., “Laser harmonic generation with independent control of frequency and orbital angular momentum”, Nature Communications, in press (2024), https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3458883/v1
Top: Schematic illustrating the generation of higher order harmonics (blue: σ= 1; green: σ=−1) of an incoming CP pump pulse (red) in (a) reflection and (b) transmissive configurations, from a threefold structured target. Bottom: Expected 2D harmonic spectrum from: (c), a flat target driven by a LP pump pulse with ℓ= 1; (d) a target with a circular structure hit by a CP pump pulse of ℓ= 0; and (e), a target with a threefold structure hit by a CP pump pulse of ℓ= 0). The blue shaded area indicates the potential for a frequency comb at ℓ= 0
Ming-Chang Chen de la National Tsing Hua University en Hsinchu, Taiwan, impartirá el seminario titulado «Advancements in Turn-Key Attosecond Light Sources and Their Application in Probing Spin Dynamics» en próximo miércoles 10 de julio a las 13:00.
El seminario tendrá lugar en el aula sótano del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca.
Resumen:
Ming-Chang Chen estableció el laboratorio ATTO-EUV en la Universidad Nacional Tsing Hua (NTHU) con el ambicioso objetivo de desarrollar un láser de attosegundos en el rango EUV, brillante y coherente, utilizando la generación de armónicos de alto orden. Después de una década de investigación dedicada, Ming-Chang Chen logró esta visión al generar la fuente EUV de armónicos de alto orden más corta y brillante. Sus contribuciones significativas incluyen la propuesta y demostración de una solución para el control de la polarización de pulsos de attosegundos aislados. Además, Ming-Chang Chen introdujo la técnica de post-compresión altamente eficiente conocida como CASCADE (Compresión y Enfoque en Cascada), que facilitó la generación «llave en mano» de pulsos IR de un solo ciclo y pulsos EUV de attosegundos aislados. Esta fuente de luz EUV de mesa, accesible y confiable, ha abierto numerosas posibilidades, siendo pionera en la elipsometría espectroscópica EUV y permitiendo investigaciones sobre la dinámica del espín en películas magnéticas ultradelgadas.
Nos complace anunciar que tres investigadores del Grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica de la Universidad de Salamanca han participado en la XVII Edición del Congreso Nacional de Materiales (CNMAT24). El congreso tuvo lugar del 25 al 28 de junio de 2024 en la ciudad de Málaga y reunió a expertos nacionales e internacionales en el campo de los materiales.
Los investigadores Pablo Moreno Pedraz, Javier Rodríguez Vázquez de Aldana e Ignacio López Quintas presentaron sus trabajos más recientes en este prestigioso evento, destacando los avances y aplicaciones innovadoras en el campo de la fotónica y el láser.
Javier Rodríguez Vázquez de Aldana, participó como moderador del simposio de Procesado de Materiales con Láser además de presentar el póster titulado «Microestructurado de materiales cristalinos transparentes con láser de pulsos ultracortos: nuevos desarrollos y aplicaciones».
Pablo Moreno Pedraz presentó el trabajo titulado «Influencia del sustrato y del espesor en la formación de LIPSS en películas poliméricas delgadas»
Ignacio López Quintás presentó el trabajo titulado «Generación de segundo armónico en cristales de Nd:YAG microestructurados por láser»
La participación de nuestros investigadores en CNMAT24 no solo refuerza la posición de nuestro grupo en la vanguardia de la investigación científica, sino que también demuestra el compromiso continuo con la excelencia y la innovación en el campo de la fotónica y la tecnología láser.
¡Felicitaciones a Pablo, Javier e Ignacio por su destacada contribución y por representar tan bien a nuestro grupo y a la Universidad de Salamanca en este importante evento!
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.