I ricercatori dell'Università di Rochester stanno stabilendo un nuovo standard quando si tratta di produrre impulsi laser ultraveloci su una gamma di lunghezze d'onda più ampia rispetto alle sorgenti laser tradizionali.

In un lavoro pubblicato su Lettere di revisione fisica , William Renninger, un assistente professore di ottica, insieme ai membri del suo laboratorio, descrivere un nuovo dispositivo, chiamato "risonatore di Kerr solitoni a impulso allungato, " che migliora le prestazioni degli impulsi laser ultraveloci. Il lavoro ha importanti implicazioni per una serie di applicazioni ingegneristiche e biomediche, compresa la spettroscopia, sintesi di frequenza, distanza che va, generazione di impulsi, e altri.

Il dispositivo crea un impulso laser ultraveloce, dell'ordine dei femtosecondi, o un quadrilionesimo di secondo - che viene liberato dai limiti fisici endemici delle sorgenti di luce laser - ciò che gli scienziati del laser chiamano guadagno laser - e dai limiti delle lunghezze d'onda delle sorgenti.

"In parole povere, questo è l'impulso più breve di sempre da una fonte di fibra senza guadagno, "dice Renninger.

Renninger e il suo team di ricercatori laureati e associati post-dottorato hanno migliorato i risonatori Kerr, una nuova entusiasmante alternativa per la generazione di impulsi laser a femtosecondi che è stata oggetto di considerevoli ricerche.

Il laboratorio ha superato una sfida alla durata dell'impulso in altre versioni di risonatori Kerr scoprendo un nuovo solitone, un breve burst o un inviluppo localizzato di un'onda, che mantiene la sua forma mentre si propaga a una velocità costante. I solitoni generati nel dispositivo di Renninger differiscono dai solitoni in altri risonatori Kerr, in particolare nella forma e nel comportamento degli impulsi di stiramento che creano.

"È stabile nel senso che continua a ripetere sempre la stessa cosa, allungandosi, poi più breve, più lungo che più corto, "dice Renninger.

Gli impulsi "hanno un'ampia larghezza di banda spettrale e una durata dell'impulso compresso di 210 femtosecondi, che è la durata dell'impulso più breve osservata fino ad oggi dai risonatori Kerr in fibra, " affermano i ricercatori nel documento.

L'autore principale Xue Dong è un ricercatore associato laureato nel laboratorio Renninger. Oltre a Renninger, altri coautori sono Qian Yang e Christopher Spiess, anche assegnisti di ricerca laureati in laboratorio, e Victor Bucklew, un ex associato post-dottorato in laboratorio.

Lo studio è stato finanziato in parte dal Fondo per lo sviluppo tecnologico dell'Università, un Premio di Ricerca Universitaria, e dall'Istituto Superiore di Sanità. In attesa di brevetto. Le parti interessate possono contattare Curtis Broadbent, responsabile delle licenze presso URVentures, sulla licenza della tecnologia.

Rendere i laser ultraveloci più accessibili

Renninger, un esperto nella creazione di sorgenti per laser a femtosecondi, ha conseguito la laurea e il dottorato di ricerca. laurea in fisica applicata presso la Cornell University. Prima di entrare a far parte dell'Istituto di Ottica, è stato associato post-dottorato e ricercatore associato presso il Dipartimento di Fisica Applicata dell'Università di Yale.

Ha recentemente ricevuto un premio alla CARRIERA della National Science Foundation, che include finanziamenti per creare un accesso open source alle informazioni per la progettazione e la creazione di sorgenti laser avanzate che generano impulsi a femtosecondi.

"Ora ci sono prodotti commerciali, ma sono molto costosi. Sono proibitivi per molti gruppi di ricerca con budget limitati per le attrezzature, "dice Renninger.

Gran parte del costo è per la perizia, non componenti, quindi il suo gruppo utilizzerà parte del finanziamento CAREER per fornire consulenza a gruppi di ricerca presso università più piccole su come progettare e costruire laser a femtosecondi per la ricerca di base.

"L'obiettivo finale è avere una guida alla progettazione pubblicata sul nostro sito Web per tutti, "dice Renninger.