El Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) de Mumbai ha desarrollado un método pionero para medir pulsos láser ultracortos y de altísima potencia de manera integral. Este avance ha sido documentado en un artículo publicado en la revista Optica.
Los láseres modernos han logrado producir los pulsos de menor duración conocidos por la humanidad, concentrando grandes cantidades de energía lumínica en un periodo extremadamente corto. Esto genera potencias máximas («peak powers») astronómicamente altas, miles de veces superiores al consumo total de energía eléctrica mundial.
Medir la forma temporal de estos pulsos es una tarea compleja. Los científicos han desarrollado diversos métodos ingeniosos en las últimas décadas, pero aún enfrentan desafíos significativos:
- Distorsiones temporales en medios: Los pulsos cortos sufren distorsiones al atravesar cualquier medio, y cuanto mayor es la potencia, más severas son estas distorsiones.
- Variaciones espaciales en el perfil temporal: El perfil temporal del pulso puede variar en diferentes puntos dentro del haz láser. Estas variaciones son críticas en haces grandes o que recorren largas distancias en un medio, alterando dramáticamente el pulso. A potencias máximas ultraaltas, es esencial conocer la duración temporal en diferentes puntos del haz.
El equipo del TIFR utilizó un instrumento diseñado específicamente para medir los perfiles temporales en diferentes puntos espaciales del haz láser ultracorto. Emplearon una técnica óptica llamada ‘interferometría espectral’ en varios lugares espaciales del haz simultáneamente. Este estudio se realizó en colaboración con la Universidad de Umea, Suecia.
Con la ciencia avanzando hacia potencias máximas de láser nunca antes imaginadas (decenas de miles de billones de vatios) en haces de varios centímetros de diámetro, este método no solo será útil, sino esencial.
A diferencia de técnicas anteriores que requerían muestrear múltiples pulsos para estimar el perfil temporal, el avance del TIFR permite trabajar con un solo pulso, simplificando significativamente el proceso.
A medida que las potencias máximas de los láseres aumentan, los componentes ópticos sólidos tradicionales no pueden manejarlas debido a la ionización. La tecnología se está desplazando hacia el uso de materia ionizada o ‘plasma’ para diseñar estos componentes ópticos, los cuales pueden ser altamente inestables y causar más distorsiones en los perfiles espacio-temporales del pulso incidente. El método del TIFR es perfectamente adecuado para medir estas distorsiones.
