Reconstrucción directa de dos pulsos ultracortos basada en compuertas ópticas no interferométricas resueltas en frecuencia
23/07/2021
Los pulsos de femtosegundos son pulsos de luz que duran unos 10-15 segundos = 1 femtosegundo, es decir un intervalo de tiempo muy muy pequeño. En un femtosegundo la luz avanza solamente tres diezmilésimas partes de un milímetro en el vacío. Con estos pulsos los movimientos más rápidos, como las vibraciones moleculares, pueden verse congeladas y por lo tanto se pueden aplicar con alta precisión en nanocirugía, oftalmología, odontología láser, modificación de materiales (ablación láser, corte con láser, corte de obleas de silicio, etc.), imagenología médica, femtoquímica, etc.
Para que estas aplicaciones funcionen bien, es esencial la caracterización de los pulsos de femtosegundos. La estructura temporal de estos pulsos no se puede medir con dispositivos de medición electrónicos porque el tiempo de respuesta no es lo suficientemente pequeño. La solución a este problema radica en el uso de la óptica no lineal, en la que se puede generar y medir la correlación cruzada de los pulsos. En los últimos 40 años se han desarrollado varios métodos para la caracterización de este tipo de pulsos, y se puede distinguir entre técnicas interferométricas y no interferométricas. Las mejores técnicas no interferométricas son todavía más lentas que las interferométricas. Esto se debe a que las técnicas no interferométricas utilizan algoritmos iterativos relativamente lentos para la reconstrucción de los pulsos.
Los profesores del Instituto de Física Loïk Gence y Birger Seifert han publicado recientemente un trabajo en la revista Optics Express(*) en el que describen una técnica no interferométrica de medición de pulsos ultracortos basada en compuertas ópticas no interferométricas resueltas en frecuencia (FROG por sus siglas en inglés) con la que se pueden reconstruir los pulsos directamente, es decir, de forma no iterativa.
De acuerdo a los autores, “después de décadas de uso de estos algoritmos, hemos mostrado por primera vez cómo se puede utilizar una técnica no interferométrica ligeramente modificada para caracterizar los pulsos de forma extremadamente rápida utilizando una técnica de reconstrucción directa”.
En el experimento se muestra que un simple interferómetro de Michelson permite medir dos espectrogramas diferentes, cuya diferencia permite una reconstrucción eficaz y rápida de los pulsos. Uno de los brazos del interferómetro de Michelson contiene un elemento dispersivo que es de bajo costo y de fácil de instalación.