Pesquisadores da Universidade de Rochester estãoestabelecendo um novo padrãoquando se trata de produzir pulsos de laser ultra-ra¡pidos em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda do que as fontes tradicionais de laser.

Em trabalho publicado na Physical Review Letters , William Renninger, professor assistente de a³ptica, juntamente com membros de seu laboratório, descreve um novo dispositivo, chamado de "ressonador Kerr soliton de pulso esticado", que melhora o desempenho de pulsos de laser ultrarra¡pidos. O trabalho tem implicações importantes para uma variedade de aplicações biomédicas e de engenharia, incluindo espectroscopia, sa­ntese de frequência, alcance de distância, geração de pulso e outros.

O dispositivo cria um pulso de laser ultrarra¡pido - da ordem de femtossegundos, ou um quatrilha£o de segundo - que éliberado dos limites fa­sicos endaªmicos das fontes de luz do laser - o que os cientistas chamam de ganho do laser - e os limites dos comprimentos de onda das fontes.

"Simplificando, esse éo pulso mais curto de uma fonte de fibra sem ganho", diz Renninger.

Renninger e sua equipe de pesquisa de pós-graduação e associados de pa³s-doutorado aprimoraram os ressonadores Kerr, uma nova e empolgante alternativa para gerar pulsos de laser de femtossegundos que foram objeto de pesquisas considera¡veis.

O laboratório superou o desafio de pulsar a duração em outras versaµes dos ressonadores Kerr, descobrindo um novo soliton - uma pequena explosão ou envelope localizado de uma onda - que mantanãm sua forma enquanto se propaga a uma velocidade constante. Os solitaµes gerados no dispositivo de Renninger diferem dos solitons de outros ressonadores Kerr, especificamente na forma e no comportamento dos pulsos de alongamento que eles criam.

"a‰ esta¡vel no sentido em que continua repetindo a mesma coisa repetidamente, ficando mais longa, depois mais curta, mais longa do que curta", diz Renninger.

Os pulsos "apresentam uma ampla largura de banda espectral e uma duração de pulso compactado de 210 femtossegundos, que éa menor duração de pulso observada atéhoje nos ressonadores de fibra Kerr", afirmam os pesquisadores no artigo.

O autor principal, Xue Dong, éum associado de pesquisa graduado no laboratório Renninger. Além de Renninger, outros coautores são Qian Yang e Christopher Spiess, também associados de pesquisa de pós-graduação no laboratório, e Victor Bucklew, ex-associado de pa³s-doutorado no laboratório.

O estudo foi financiado em parte pelo Fundo de Desenvolvimento Tecnola³gico da Universidade, um Praªmio de Pesquisa da Universidade e pelos Institutos Nacionais de Saúde. Uma patente estãopendente. Os interessados ​​podem entrar em contato com Curtis Broadbent, gerente de licenciamento da URVentures, sobre o licenciamento da tecnologia.

Renninger, especialista na criação de fontes para lasers de femtossegundos, recebeu seu BS e Ph.D. formado em física aplicada pela Cornell University. Antes de ingressar no Institute of Optics, ele era um associado de pa³s-doutorado e um cientista de pesquisa associado no Departamento de Fa­sica Aplicada da Universidade de Yale.

Recentemente, ele recebeu um praªmio CAREER da National Science Foundation, que inclui financiamento para criar acesso de ca³digo aberto a informações para projetar e criar fontes avana§adas de lasers que geram pulsos de femtossegundos.

"Atualmente existem produtos comerciais, mas são muito caros. Eles são proibitivos para muitos grupos de pesquisa com ora§amentos limitados para equipamentos", diz Renninger.

Grande parte do custo éde conhecimento, e não de componentes. Portanto, seu grupo usara¡ parte do financiamento da CAREER para fornecer consultoria a grupos de pesquisa de universidades menores sobre como projetar e construir lasers de femtossegundos para pesquisas ba¡sicas.

"O objetivo final éter um guia de design publicado em nosso site para todos", diz Renninger.