D-SCAN de múltiples reflexiones para mediciones rápidas de pulsos ultracortos
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Date
2024
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Abstract
La caracterización de pulsos ultracortos es esencial para comprender y optimizar procesos ópticos avanzados, como optimización de láseres ultracortos, información cuántica, el control de fenómenos ultrarrápidos, entre otros. En este trabajo se hizo una revisión de distintos métodos de caracterización hasta llegar al que se utilizó en la investigación, el método de “Escaneo de dispersión” (D-scan, del inglés Dispersion scan) con el cual se quiso caracterizar pulsos generados por un oscilador de Titanio-Zafiro con bloqueo de modos por lente Kerr. Aunque este láser puede producir pulsos de 800 nm de longitud de onda central y 70 fs de duración, también se puede modificar para generar pulsos más largos, en específico de 100 fs de duración y centrado en 820 nm debido a que esta era la brecha no cubierta en la literatura por d-scan en su versión de disparo ´único, al ser difícil generar un intervalo de dispersión que permita caracterizar estos pulsos largos. Bajo esta premisa se innovó en una nueva variación de este método implementando experimental un sistema de múltiples reflexiones (MR) diseñado para incrementar la sensibilidad y rango de dispersión del método d-scan, aprovechando reflexiones sucesivas en “acopladores de salida” (OCs, del inglés output couplers). Para una caracterización más interesante se generaron doble pulsos con una separación temporal de 270 fs entre subpulsos. Los pulsos se reconstruyeron utilizando las mediciones de espectrogramas d-scan y modelos teóricos basadas en pulsos sin chirp. Para esto se empleó un algoritmo de búsqueda aleatoria, mostrando una alta concordancia y errores de reconstrucción inferiores al 5 %. Además, se exploraron las implicaciones de dispersión en medios ópticos, incluyendo prismas y otros materiales. Al igual que la búsqueda de nuevas variaciones del método de MR d-scan en donde no existan perdidas importantes en la reflexiones de los OCs. Este trabajo resalta la robustez del método d-scan para caracterizar pulsos ultracortos, demostrando su aplicabilidad en sistemas ópticos y validando su utilidad como herramienta para investigaciones en óptica.
Description
Tesis (Magíster en Física)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2024