Los láseres que emiten pulsos ultracortos de luz son componentes críticos de tecnologías, como las comunicaciones y el procesamiento industrial, y han sido fundamentales para la investigación fundamental en física que ganó el Premio Nobel. Aunque se inventó por primera vez en la década de 1960, el mecanismo exacto por el cual los láseres realmente producentales destellos de luz brillantes han permanecido esquivos. Antes no era posible mirar dentro de un láser, ya que se encendió por primera vez para ver cómo se acumulan los pulsos del láser a partir del ruido. Fotónica de la naturaleza ha demostrado por primera vez cómo los pulsos de láser emergen de la nada del ruido y luego muestran un colapso complejo y una dinámica de oscilación antes de finalmente establecerse en una operación regular estable.
"La razón por la cual la comprensión de estos láseres ha sido tan difícil es porque los pulsos que producen son típicamente de una duración de picosegundos o más cortos. Siguiendo la compleja dinámica de acumulación de esos pulsos cortos por cientos, a veces miles de ráfagas antes del láser realmenteestabilizar ha estado más allá de la capacidad de las técnicas de medición óptica ", dice el profesor Goëry Genty, quien supervisó la investigación en el Laboratorio de Fotónica de la Universidad Tecnológica de Tampere TUT.
Esta investigación se realizó en colaboración entre el Instituto FEMTO-ST en Francia CNRS y la Universidad de Bourgogne-Franche-Comté y el Laboratorio de Fotónica en TUT. El avance científico particular que condujo a los nuevos hallazgos es el verdaderomedición del tiempo de la intensidad temporal del láser con resolución sub-picosegunda, así como su espectro óptico con resolución sub-nanométrica Al registrar estas propiedades temporales y espectrales simultáneamente, un algoritmo computacional avanzado puede recuperar las características completas del campo electromagnético subyacente.
Además de proporcionar nuevas ideas sobre cómo funcionan los láseres pulsados, los resultados de la investigación tienen importantes aplicaciones interdisciplinarias.
"Los resultados proporcionan un ejemplo de laboratorio muy conveniente de lo que se conoce como un" sistema de solución disipativa ", que es un concepto central en la ciencia no lineal y también relevante para estudios en otros campos, como biología, medicina y posiblemente incluso ciencias sociales,"dice el profesor John. M. Dudley, quien dirigió la investigación en la Universidad de Bourgogne-Franche-Comté.
Al reconstruir la evolución del campo electromagnético, el equipo observó una amplia gama de escenarios de interacción entre estructuras de solitones disipativos que emergen del ruido.
"El enfoque que hemos implementado puede funcionar a bajos niveles de potencia de entrada y altas velocidades. Los resultados proporcionan una ventana completamente nueva sobre interacciones nunca vistas anteriormente entre solitones disipadores emergentes en forma de colisiones, fusión o colapso", dice Genty.
Los investigadores creen que sus resultados permitirán un mejor diseño y rendimiento de los láseres pulsados ultrarrápidos.
"Esta es un área de investigación realmente fascinante donde los estudios motivados por preguntas en ciencias fundamentales tienen el potencial de tener un impacto práctico real en la tecnología fotónica futura", concluye Dudley.
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Materiales proporcionado por Academia de Finlandia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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