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OP Sesión – Otra forma de mirar. Una nueva línea de investigación en Microscopía No Lineal

Ignacio López Quintás del Grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica de la Universidad de Salamanca, impartirá el seminario titulado «Otra forma de mirar. Una nueva línea de investigación en microscopía no lineal» el próximo 18 de diciembre a las 13:00.

El seminario tendrá lugar en el aula VII del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca. 

Resumen: El desarrollo de la microscopía siempre ha buscado nuevas formas de observar la naturaleza para obtener información sobre objetos cada vez más pequeños. En esa búsqueda, surge la microscopía no lineal, que gracias al desarrollo de los pulsos láser ultracortos y ultraintensos permite observar la materia de una forma distinta. Esta técnica, gracias a su carácter confocal, permite estudiar muestras con una alta resolución espacial y proporciona información muy valiosa en campos como la biología. En el Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica de la USAL, hemos desarrollado recientemente una nueva línea de investigación basada en la microscopía no lineal. En esta charla se presentarán los conceptos básicos de esta técnica y los avances en el desarrollo de un microscopio no lineal construido íntegramente en nuestro laboratorio, así como los primeros resultados aplicados al estudio del microprocesado láser en cristales de gran interés en el campo de la Óptica.

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Desencadenando dinámicas magnéticas ultrarrápidas usando luz estructurada

En las últimas décadas ha surgido un gran interés en la posibilidad de controlar las propiedades magnéticas de muestras materiales en tamaños nanométricos, con el objetivo primordial de desarrollar memorias de alta densidad, ultrarrápidas y de bajo impacto energético. Desde finales de la década de los 90 se ha estudiado ampliamente la posibilidad de controlar, y específicamente de desmagnetizar, muestras magnéticas empleando pulsos láser en el rango de femtosegundos. Sin embargo, los tiempos característicos se ven limitados por los efectos térmicos, imponiendo restricciones al tiempo necesario para lograr la dinámica deseada.

Recientemente hemos estudiado la posibilidad de inducir un cambio (switching) en la magnetización usando exclusivamente un campo magnético polarizado circularmente. Este enfoque se basa en generar una dinámica no lineal en la magnetización inducida por un campo magnético circular, eludiendo las limitaciones impuestas por los efectos termodinámicos y abriendo la posibilidad de obtener efectos dinámicos en la magnetización en regímenes sub-femtosegundo. 

La obtención de un campo magnético circular ultrarrápido no es trivial, aunque gracias al gran zoo que componen los haces estructurados es, hoy en día, factible. Gracias a los denominados haces vectoriales, y en concreto a los que se encuentran polarizados acimutalmente, es posible obtener distribuciones de campo magnético aislado. Estos intrigantes haces presentan una estructura de intensidad en forma de anillo, anulándose el campo eléctrico en el centro de la distribución. Asombrosamente, en esta región espacial existe una contribución del campo magnético polarizado longitudinalmente, localmente aislado de la distribución del campo eléctrico. Empleando dos haces vectoriales polarizados acimutalmente y propagándose en una configuración no colineal, estando debidamente desfasados, en la región de intersección es posible generar dicho campo magnético circularmente polarizado en un espacio del tamaño de la muestra, región donde se podría estudiar esta dinámica magnética ultrarrápida y no lineal. 

Una vez más se demuestra cómo la luz estructurada se erige en una autentica navaja suiza para el estudio y control de todo tipo de procesos y en un amplio abanico de ámbitos del mundo de la física. 

Mas información en:

Sánchez-Tejerina, L., Martín-Hernández, R., Yanes, R., Plaja, L., López-Díaz, L., \& Hernández-García, C. (2023). All-optical nonlinear chiral ultrafast magnetization dynamics driven by circularly polarized magnetic fields. High Power Laser Science and Engineering, 11, E82. doi: 10.1017/hpl.2023.71
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OP Sesión – Theoretical advances in structured light with longitudinal and transverse orbital angular momentum

Miguel Ángel Porras de la Universidad Politécnica de Madrid impartirá el seminario titulado «Theoretical advances in structured light with longitudinal and transverse orbital angular momentum» el próximo 29 de noviembre a las 13.00 horas.

El seminario tendrá lugar en el aula IV del Edificio Trilingüe de la Universidad de Salamanca.

Resumen: The control of ultrafast and strong field processes using structured light with orbital angular momentum (OAM) requires the most detailed knowledge of the physical properties of these light waves, and in particular, the amount of OAM carried by them and their propagation dynamics. While experiments of high harmonic and attosecond pulse generation with longitudinal OAM are made routinely in diverse experimental configurations, it is not yet completely clear the limits of the amount of OAM that the driving pulses can carry. Also, numerical studies of second and higher order harmonic generation using pulses with transverse OAM are being conducted, and experiments are planned, but at present there is a lack of knowledge about their propagation properties, and a hot debate on the amount of transverse OAM they carry, and hence transfer to the harmonics. In this talk recent theoretical developments aimed at clarifying these issues will be exposed.

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OP Sesión – Tailoring Light’s Polarization for Chiral Discrimination

Laura Rego del departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid, impartirá el seminario titulado «Tailoring Light’s Polarization for Chiral Discrimination» el próximo 24 de noviembre a las 13:00.

El seminario tendrá lugar en el aula VII del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca. 

Resumen: Chiral molecules are very relevant in many chemical and biological processes. For that reason, distinguishing between the two versions of a chiral molecule (enantiomers) is vital, but it is also challenging. In this talk, we will see several schemes to study chirality using ultrashort laser pulses with structured polarization. Our methods take advantage of light’s tailored polarization to create enantiosensitive interferences in the non-linear optical emission from the chiral molecules. First, we will show how to turn an ultrashort elliptical pulse into an efficient chiro-optical tool: by tilting its polarization plane towards its propagation direction. Second, we will introduce a different approach for efficient chiral recognition which relies on the interference between two low-order nonlinear processes: sum-frequency generation and third-harmonic generation. Finally, we will see how we can imprint chirality in atoms. In these theoretical proposals, the molecular handedness can be retrieved by all-optical measurements and in ultrafast time scales.

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Investigadores del Grupo ALF USAL asisten al congreso OPA 2023

Luis Plaja y Carlos Hernández García investigadores del grupo Aplicaciones del Láser y Fotónica (ALF – USAL) han asistido y participado en el congreso Optics & Photonics Africa OPA 2023 que ha tenido lugar del 6 al 10 noviembre en White River – Sudáfrica. 

Presentaron las contribuciones tituladas:

  • Topological high-harmonic spectroscopy: observing matter response from the topology of the harmonic field.
  • Short Wavelength Structured Light for Attosecond Science

En este enlace puede consultarse la nota de prensa publicada por la International Commission for Optics con toda la información del congreso. 

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Sergio Martín Domene ganador de un premio TFM de investigación en Comunicaciones Cuánticas

Sergio Martín Domene investigador del grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica y miembro del proyecto ERC Attostructura ha sido galardonado con el tercer premio dentro de la I Edición de los Premios a la Excelencia de Trabajos Fin de Máster de investigación en materia de Comunicaciones Cuánticas.

El certamen tiene como objetivo reconocer los Trabajos Fin de Máster presentados por el alumnado de la USAL en los años 2022 y 2023 para promover tanto la investigación científica y técnica como la transferencia del conocimiento.

El trabajo premiado lleva por título “Estudio de la dinámica de la magnetización excitada mediante pulsos láser estructurados»

Uno de los campos más activos actualmente en el panorama científico es la computación cuántica, hacia donde avanzan las comunicaciones del futuro. Si bien la teoría necesaria para la comprensión de la información y computación cuánticas se encuentra bastante avanzada, tecnológicamente sigue suponiendo un reto fabricar los dispositivos de soporte físico. En este sentido, existen diferentes formas de construir o materializar un sistema físico que sea capaz de almacenar una unidad de información cuántica, denominada qubit (bit cuántico). Algunas de estas propuestas se basan en los campos recientes de la espintrónica y la magnónica, es decir, el uso de sistemas magnéticos para permitir el almacenamiento y manipulación de datos. Entender a nivel fundamental cómo es el comportamiento de estos sistemas es crucial para seguir impulsando la investigación.
 
En este trabajo se realiza un estudio teórico a través de simulaciones numéricas, demostrando que es posible llevar a cabo un control ultrarrápido de la magnetización (descripción macroscópica de un conjunto de spines, una propiedad mecanocuántica) de un material ferromagnético de cientos de nanómetros de tamaño, gracias a la interacción de pulsos láser estructurados de unos pocos picosegundos de duración. El aspecto novedoso reside en que estos pulsos generados consisten en un campo magnético intenso circularmente polarizado y aislado del campo eléctrico, obtenido a partir de la fuerte focalización de dos haces vectoriales cilíndricos desfasados propagándose en direcciones perpendiculares. Por un lado, este esquema permite evitar las pérdidas por efecto Joule en la muestra magnética debido a las corrientes que se inducirían por la interacción con el campo eléctrico. Por otro lado, la interacción del campo de magnetización de la muestra con el campo magnético del campo óptico es mucho más directa, resultando en un efecto quiral y no lineal en la dinámica cuando el estado de polarización es circular.
 

Este premio se enmarca dentro del Plan Complementario en Comunicaciones Cuánticas, dentro del programa NextGeneration de la Unión Europea (PRTRC17.I1) que esta financiado por la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia e Innovación, el Plan de Recuperacion Transformacion y Resiliencia y la Junta de Castilla y LEón a través de su programa Nos Impulsa. 

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adminSergio Martín Domene ganador de un premio TFM de investigación en Comunicaciones Cuánticas

Carlos Hernández García galardonado con el premio  International Commission of Optics (ICO) 2023

Carlos Hernández García, miembro del grupo ALF – USAL e investigador principal del proyecto Attostructura, ha sido galardonado en la última edición del del Premio de la International Commission of Optics (ICO) 2023 en reconocimiento de (cita textual)

«for seminal contributions in the theory and modeling of laser- driven high harmonic generation and understanding how to manipulate their waveforms to impart orbital and spin photon angular momentum»

Podéis acceder a la información completa en https://www.e-ico.org/blog/awards/ico-prize/ y consultar la nota de prensa que ha publicado la International Commission for Optics. 

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Marina Fernández Galán 2º Premio del XX Certamen Universitario ‘Arquímedes’ de Introducción a la Investigación Científica

El pasado 20 de octubre en el Ministerio de Universidades en Madrid, Marina Fernández Galán estudiante fue galardonada con el 2º Premio del XX Certamen Universitario ‘Arquímedes’ de Introducción a la Investigación Científica. 

El premio fue otorgado por el Ministerio de Universidades y el CSIC, por su trabajo titulado «Auto-compresión extrema de pulsos láser infrarrojos en fibras huecas con gradientes de presión decrecientes» desarrollado a partir de su trabajo fin de grado bajo la dirección de Enrique Conejero y Julio San Román.

La información al completo está disponible en web del servicio de Sala de Prensa de la Universidad de Salamanca y en varios medios de comunicación que también se han echo eco de la noticia. 

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