Óptica Ultrarápida

La Óptica Ultrarrápida se refiere a la generación, caracterización (en fase y amplitud), manipulación y aplicaciones de  pulsos láser con duraciones del orden de sub-picosegundos, llamados pulsos ultracortos. 

Un láser de pulsos ultracortos, típicamente produce un tren de pulsos del orden de decenas MHz  de frecuencia de repetición, con anchos temporales de 5 -200 fs (directamente con un oscilador). La potencia pico correspondiente es de unos cientos de KW y con etapas de amplificación se han podido lograr potencias pico de hasta PW (1015 W). El ancho espacial de un pulso es del orden de unos cuantos m. El ancho espectral correspondiente, es aproximadamente de decenas de nm ó decenas de THz de ancho de banda en la región del NIR. 

Debido a dichas características, la cantidad de posibles aplicaciones de los pulsos ultracortos es muy amplia. Por mencionar algunas: procesamiento y  micromaquinado de materiales, espectroscopia de resolución temporal ultrarrápida, formación de imágenes tomográficas ópticas de alta resolución, cirugía láser, microscopía no lineal, metrología, telecomunicaciones, generación de radiación de THz, física de altas energías, entre otras.

El desarrollo de los láseres que producen pulsos ultracortos  y sus aplicaciones ha sido posible gracias al desarrollo, de manera paralela, de las técnicas de caracterización así como el control de los mismos. Dado que no existe ningún detector electrónico lo suficientemente rápido para resolver un pulso ultracorto han sido desarrolladas técnicas alternativas que involucran óptica, electrónica, óptica no lineal y algoritmos computacionales que en conjunto permiten caracterizarlos. Por otro lado para el control de los mismos, a partir de un amplio análisis de los mecanismos involucrados en su reconfiguración, se han desarrollado técnicas que permiten el control del perfil temporal y de fase de estos.

 

En esta plática abordaremos temas generales, proyectos y avances en óptica ultrarrápida desarrollados en el Departamento de Óptica del CCADET-UNAM.