Desarrollo de fuentes láser
Amplificación paramétrica óptica de pulsos chirpeados
OPCPA es hoy la única tecnología que da a la vez alta potencia de pico y media y pulsos de pocos ciclos.
Presentación del producto
De la CPA a la OPCPA
La tecnología de amplificación de pulsos chirpeados (CPA) para láseres de alta energía, galardonada con el Premio Nobel de 2018, ha revolucionado todo el campo de la ciencia de los láseres ultracortos. La técnica CPA está destinada a aumentar la potencia de los pulsos ultracortos evitando el daño óptico al medio láser. En la actualidad se emplea ampliamente en los sistemas modernos de amplificación de pulsos ultracortos, ya se trate de sistemas láser compactos, como los láseres CARBIDE y PHAROS, o de grandes sistemas láser de potencia de pico de petavatio. No obstante, numerosas aplicaciones científicas requieren pulsos de alta intensidad en distintos intervalos espectrales, lo que condujo al desarrollo de la amplificación paramétrica óptica de pulsos chirpeados (OPCPA).
Cómo se usa la OPCPA
El primer experimento de prueba de concepto sobre el estiramiento, la amplificación y la compresión de pulsos chirpeados en un amplificador paramétrico óptico (OPA) fue demostrado en 1992 por un grupo de investigación de Vilnius University dirigido por Prof. A. Piskarskas. Se propuso que el uso de pulsos de bomba de alta energía para amplificar señales chirpeadas y estiradas en un OPA permitiría aumentar la potencia de los pulsos de femtosegundo hasta el nivel del teravatio. Desde entonces, la OPCPA se ha convertido en una tecnología de amplificación ampliamente reconocida y en rápido desarrollo para la generación de pulsos de femtosegundo de alta potencia, con sistemas que alcanzan ya potencias de pico de petavatio. La tecnología OPCPA genera no solo pulsos de potencia ultraalta, sino también pulsos extremadamente cortos (de pocos ciclos), obtenidos experimentalmente en los intervalos espectrales visible (VIS), infrarrojo cercano (NIR) e infrarrojo medio (MIR). En la actualidad, la OPCPA es la única tecnología láser que proporciona simultáneamente alta potencia de pico y media, así como una duración de pulso de pocos ciclos, exigidas por las aplicaciones científicas más exigentes.
ORPHEUS-OPCPA como front-end
Debido a pulsos de salida de contraste intrínsecamente alto, las OPCPA también se han adoptado como front-ends en varios láseres de intensidad ultraalta, ofreciendo ciertas ventajas frente a otras técnicas de mejora del contraste temporal. Los pulsos de contraste relativamente alto tras los amplificadores paramétricos ópticos se amplifican a continuación en amplificadores láser hasta energías ultraaltas. Beneficiándose de la estabilidad de los láseres CARBIDE y PHAROS, ORPHEUS-OPCPA proporciona pulsos de pocos ciclos, estables en CEP, en un conjunto tan compacto como los amplificadores paramétricos estándar. ORPHEUS-OPCPA también puede servir como fuente de semilla para amplificadores de mayor tamaño, proporcionando pulsos libres de fondo con anchos de banda cercanos a un solo ciclo, excelente coherencia de fase espectral y estabilidad de CEP.
SYLOS en ELI-ALPS
Otro hito de la OPCPA es el láser de ciclo único SYLOS en ELI-ALPS (Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source). El sistema láser SYLOS se basa en OPCPA impulsadas por un láser de femtosegundo PHAROS y un láser de picosegundo. El principio de funcionamiento consiste en que el láser PHAROS bombea dos OPA de femtosegundo. La primera OPA produce un pulso estabilizado pasivamente en CEP a 1.3 µm para generar un continuo de luz blanca estable en CEP. Simultáneamente, la segunda OPA amplifica el continuo de luz blanca en el intervalo espectral 700–1000 nm, proporcionando un pulso semilla de alto contraste para las etapas posteriores de amplificación paramétrica óptica de pulsos chirpeados (OPCPA). El pulso, amplificado a una energía de 50 mJ y centrado en una longitud de onda de 850 nm, se comprime en una secuencia de bloques de vidrio y espejos chirpeados hasta una duración de pulso de 10 fs. Su sucesor, el sistema láser SYLOS 3, proporciona pulsos de aproximadamente 120 mJ con una estabilidad de CEP inferior a 250 mrad y una estabilidad de energía de pulso inferior a 1%.
SYLOS 3
SYLOS 3 – sistema láser de alta intensidad.
Qué sistema emplear
Para tales sistemas OPCPA de alta energía y sistemas análogos, consúltese OPCPA-HE. Si se desea una cadencia de repetición elevada, consúltese ORPHEUS-OPCPA.
