Une méthode révolutionnaire génère des impulsions laser ultracourtes et de haute puissance

• Les scientifiques génèrent des impulsions plus courtes que la période d'onde, à l'aide d'un amplificateur paramétrique optique. 
• Il peut être utilisé pour observer la façon dont les électrons se déplacent dans les atomes. 

Au cours des dernières années, les impulsions infrarouges moyennes à haute énergie et à quelques cycles ont suscité beaucoup d'intérêt en raison de leurs nombreuses applications, notamment la spectroscopie infrarouge 2D, l'émission d'électrons subfemtoseconde, l'imagerie résolue dans le temps de composés, les rayons X mous cohérents et la génération de rayons X durs incohérents.

Récemment, des scientifiques de l'Institut de technologie de fabrication de Singapour de l'A*STAR (Agence pour la science, la technologie et la recherche) ont construit un synthétiseur laser qui génère des impulsions infrarouges plus courtes que la période d'onde.

Cela pourrait permettre aux chercheurs d’étudier les mouvements des électrons à l’intérieur des atomes. Étant donné que les longueurs d'onde de ces impulsions ultracourtes se situent dans la gamme de l'infrarouge moyen, elles sont facilement absorbées par divers atomes et molécules.

Le nouveau synthétiseur laser

Au sein des atomes, les électrons se déplacent d'une bande d'énergie à une autre en femtosecondes (10 à 15 secondes) ou même en attosecondes (10 à 18 secondes). En raison de ces échelles de temps exceptionnelles, les scientifiques ont besoin d'impulsions laser ultracourtes et de haute puissance pour observer et analyser de tels événements.

Une façon de les produire consiste à exposer des cristaux non linéaires à des impulsions infrarouges très courtes et extrêmement intenses. Cependant, l'équipe n'a pas seulement mis en œuvre les méthodologies traditionnelles, elle a également amélioré la manière de créer de courtes impulsions infrarouges moyennes.

Pour générer des impulsions plus courtes que la période d’onde, il faut une large bande passante spectrale. Des études antérieures combinent les avantages de plusieurs couvertures spectrales pour obtenir des bandes passantes aussi larges, ce qui constitue une tâche très difficile et complexe. Vous devez contrôler avec précision l'amplitude et la phase relatives des positifs individuels, à l'aide de différents équipements de contrôle du bruit.

Pour simplifier les choses, les scientifiques ont utilisé un dispositif appelé amplificateur paramétrique optique – une source de lumière qui émet deux impulsions laser de longueurs d'onde variables. Les phases et amplitudes de ces deux impulsions peuvent être configurées l'une par rapport à l'autre.

Référence : Nature Communications | est ce que je:10.1038/s41467-017-00193-4