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.
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.
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.
El grupo ALF USAL ha tenido una destacada participación en la XIV Reunión Nacional de Óptica y la V Reunión Nacional de Óptica Joven (RNO2024) celebrada del 2 al 5 de julio en Murcia, España.
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:
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:
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.
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.
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.
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.
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.
El grupo de investigación ALF-USAL de la Universidad de Salamanca participa en el proyecto ATILA, enfocado en desarrollar nuevas aplicaciones de implantes biomédicos. Este proyecto, liderado por AIDIMME, que también cuenta con la colaboración de la fundación FIHGUV,utiliza la tecnología de impresión 3D de metal de MELTIO.
ALF-USAL es responsable de los estudios iniciales sobre los parámetros necesarios para crear modelos que simulen el proceso de fabricación aditiva. Estos estudios son esenciales para mejorar la biocompatibilidad y la personalización de los implantes.
El proyecto se enfrenta a retos en la precisión y adaptabilidad de los materiales. Hasta el momento ha logrado avances significativos en la creación de implantes personalizados y biocompatibles.
Para más detalles, visita la nota de prensa publicada por COPE.
Rosa Pilar Merchán Corral compañera del Grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica, impartirá el seminario titulado «Heat Transfer Mechanisms in Nanoscale Materials» el próximo 17 de junio a las 12:30.
El seminario tendrá lugar en el aula VI del Edificio Trilingüe en la Universidad de Salamanca.
En esta charla, se presenta un breve repaso de las principales ecuaciones de calor, empezando por la ley de Fourier clásica y avanzando a las ecuaciones de Maxwell-Cattaneo-Vernotte y Guyer-Krumhansl. Asimismo, se analizan los regímenes clave de conducción de calor (difusivo, hidrodinámico, balístico) en materiales nanométricos. Finalmente, se muestra una posible configuración experimental en semiconductores junto con algunos estudios actuales y sus principales resultados.
Normalmente, cuando se habla de la interacción láser con la materia, sólo se tiene en cuenta el campo eléctrico asociado a dicha radiación electromagnética. En parte, esto ocurre porque las excitaciones inducidas por el campo magnético son órdenes de magnitud inferiores a aquellas asociadas al campo eléctrico. Sin embargo, el interés en probar sistemas magnéticos en escalas temporales y espaciales concretas y de forma coherente, fuera del alcance de las fuentes tradicionales de campos magnéticos como pueden ser los electroimanes, demuestra la necesidad de desarrollar nuevos esquemas para el diseño y control del campo electromagnético que conforma luz. Esto es posible gracias al gran zoo que compone la luz estructurada, pudiendo manipular diferentes grados de libertad como el patrón de intensidad, la fase o el estado de polarización. Si bien ya existen estudios que abordan la separación del campo magnético del eléctrico asociado en un haz de luz, en la mayoría de los casos es necesaria la interacción con materia para inducir corrientes eléctricas que favorezcan a la creación de un campo magnético longitudinal polarizado linealmente lo suficientemente intenso y asilado.
Con nuestro estudio teórico vamos un paso más allá en este escenario, buscando un campo magnético cuyo estado de polarización pueda ser controlado, desde lineal a circular pasando por elíptico. Cuando se introduce un campo magnético óptico de estas características con simetría cilíndrica a lo largo del eje de propagación del haz en las ecuaciones de Maxwell que gobiernan el electromagnetismo clásico, el resultado es un campo eléctrico asociado extremadamente complejo. Este consiste en un vórtice óptico (un haz en el que la fase o frente de ondas forma una hélice a medida que se propaga; es lo que se conoce como momento angular orbital de la luz) con una única componente de polarización a lo largo del eje de propagación. Esta solución desafía la tecnología láser actual, por lo que es necesario adoptar otros esquemas más realistas.
En nuestro trabajo proponemos la superposición coherente de varios haces estructurados debidamente desfasados, de manera que a través de su única manipulación óptica se puede tener un control directo sobre el estado de polarización del campo magnético aislado resultante en una región determinada del espacio. Por un lado, usamos haces vectoriales con polarización azimutal como punto de partida para aprovechar su componente longitudinal de campo magnético linealmente polarizada a lo largo del eje donde el campo eléctrico es nulo debido a la singularidad de polarización. Enfocándolos fuertemente con un sistema óptico de gran apertura numérica fuera de la aproximación paraxial, esta componente puede confinarse e intensificarse enormemente partiendo de láseres relativamente poco intensos. Combinando dos o cuatro de estos haces focalizados en una geometría cruzada con los respectivos focos en un mismo punto y aplicando los desfases correspondientes, es posible lograr un campo magnético intenso, aislado del campo eléctrico y con polarización circular contenida en el plano en el que se disponen los haces conductores, en una región de tamaño por debajo de la longitud de onda del láser.
Nuestros resultados obtenidos desde un punto de vista de un montaje experimental factible abren las puertas a nuevas perspectivas en aplicaciones tan amplias como la espectroscopía óptica y magnética, la microscopía de fuerza o la dinámica de magnetización ultrarrápida. En particular, son especialmente atractivos la inspección de interacciones magnéticas con láseres intensos en el régimen ultrarrápido con fenómenos como la dinámica no lineal de la magnetización en muestras ferromagnéticas, el estudio de materiales quirales o aplicaciones en la potencial mejora de la resolución espacial en la interacción óptica con sistemas magnéticos.
Más información en:
Sergio Martín-Domene, Luis Sánchez-Tejerina, Rodrigo Martín-Hernández, Carlos Hernández-García; Generation of intense, polarization-controlled magnetic fields with non-paraxial structured laser beams. Appl. Phys. Lett. 20 May 2024; 124 (21): 211101.
El 24 de mayo, Alba de las Heras Muñoz presentará su tesis doctoral titulada «Study of multielectron Dynamics and structured laser beams in attosecond physics” y dirigida por los doctores D. Carlos Hernández García y D. Luis Plaja Rustein.
El acto de defensa tendrá lugar a las 11:00 h en el aula III del Edificio Trilingüe.
En las últimas décadas, los pulsos láser ultracortos han revolucionado nuestra manera de estudiar el mundo microscópico a través de la interacción de la luz coherente con la materia. La generación y manipulación de estos campos electromagnéticos efímeros nos permite acceder a los fenómenos atómicos más rápidos de la naturaleza, que suceden en la escala de tiempo de los femto a los attosegundos (10-15-10-18 s). El rápido avance de la tecnología láser ha permitido, en los últimos años, sintetizar pulsos infrarrojos con duraciones sub-ciclo, en los que la estructura más intensa del campo eléctrico de la luz apenas tiene tiempo de completar una oscilación a su frecuencia central. Estos pulsos proporcionan una herramienta única para explorar el movimiento de los electrones en átomos y moléculas, pero su generación todavía está limitada a montajes extremadamente costosos y complejos.
Recientemente, demostramos que estos pulsos sub-ciclo pueden obtenerse de forma mucho más sencilla en sistemas rutinarios basados en la propagación de la luz a través de fibras huecas rellenas de gas con un gradiente de presión decreciente. Esta propuesta se basa en un fenómeno sorprendente de la óptica no lineal, conocido como auto-compresión solitónica, por el que un pulso láser intenso puede, por sí solo, ensanchar y organizar simultáneamente su espectro de frecuencias, reduciendo casi al límite su duración. Siguiendo unas reglas de escala para diseñar los parámetros de la fibra y del pulso de entrada, esta técnica permite generar pulsos sub-ciclo infrarrojos de muy buena calidad.
No contentos con alcanzar duraciones de apenas un femtosegundo, en nuestro último trabajo, realizado en colaboración con investigadores del Politecnico di Milano y la Heriot-Watt University, hemos explorado la aplicación de estos campos sub-ciclo para generar pulsos láser aún más cortos en el régimen de los attosegundos. Para ello, hemos aprovechado el fenómeno de generación de armónicos de orden alto, que surge de la interacción de un pulso infrarrojo intenso con los átomos de un gas. Cuando la interacción se realiza con un láser convencional, este proceso funciona como una cadena de producción de pulsos de attosegundo en el ultravioleta extremo, dando lugar a una serie de destellos de luz que se suceden a intervalos de tiempo regulares. Sin embargo, si la interacción la realiza uno de nuestros anteriores pulsos sub-ciclo, el proceso de generación de armónicos se confina de manera natural a un único evento, lo que resulta en la emisión directa de un pulso de attosegundo aislado. Estos pulsos ultravioletas solitarios constituyen una herramienta muy codiciada en aplicaciones de ciencia ultrarrápida donde se necesita un control muy preciso y una gran resolución temporal.
Así, nuestro estudio abre las puertas a una nueva generación de sistemas compactos basados en fibras en los que, partiendo de un pulso láser infrarrojo estándar, se combinan por primera vez su auto-compresión extrema hasta el régimen sub-ciclo y su aplicación directa para generar pulsos de attosegundo aislados en el ultravioleta extremo.
Más información en: