O USAL lidera um progresso no controle simultâneo em pulsos de luz a laser de alta frequência e tempo
A luz estruturada se estabeleceu nos últimos anos como uma ferramenta -chave na óptica moderna. O termo luz estruturada refere -se de maneira geral à radiação eletromagnética cujos atributos como intensidade, fase e polarização podem ser controlados tanto no espaço quanto no tempo. Entre esse tipo de luz complexa, os vórtices leves – você volta seu eixo de propagação – se destaca por suas propriedades únicas em aplicações fundamentais e tecnológicas.
Recentemente, um novo tipo de vórtices leves foi popularizado com um acoplamento singular entre suas distribuições espaciais e temporais, os vórtices do espaço de tempo de chamada (STOVs). Essa estrutura e sua evolução organizada ao longo do tempo fornecem propriedades únicas que podem ser usadas para explorar fenômenos físicos simultaneamente no espaço e no tempo, algo essencial para estudar dinâmica ultra -grapa em materiais, moléculas ou nanoestruturas.
Novo marco
Até agora, esses tipos de vórtices haviam sido observados apenas em comprimentos de onda longos e baixas frequências, como infravermelho ou visível, devido às limitações que os elementos ópticos convencionais têm em frequências mais altas. Nesse contexto, a unidade de luz e o sujeito estruturado (lues) da Universidade de Salamanca lidera o trabalho internacional que a Nature Photonics acaba de publicar. “Este estudo demonstra, pela primeira vez, que é possível converter um vórtice espaçador no infravermelho para o ultravioleta”, relata Rodrigo Martín-Hernández, primeiro autor do trabalho e pesquisador da LMES e da Alf-USal.
O grupo de pesquisadores conseguiu gerar esses vórtices através de um processo conhecido como geração de harmônicos de alto ordem, que converte pulsos de luz infravermelha em muito mais radiação energética. Além disso, eles conseguiram identificar corretamente o tipo de vórtice envolvido: os stovs elípticos chamados, cuja dinâmica complexa de propagação foi fundamental para interpretar os resultados experimentais.
Vários aplicativos emergentes
O progresso da Universidade de Salamanca é um passo fundamental para realizar experimentos com extrema resolução espacial. Nas palavras de Martín-Hernández, “além do resultado técnico, este trabalho abre a porta para uma nova geração de experimentos que podem redefinir nossa compreensão dos processos de ultra-unha na natureza”.
Os resultados têm aplicações em potencial em espectroscopia avançada, manipulação de nanopartículas, transmissão de informações ópticas e, especialmente, no estudo da dinâmica eletrônica de materiais magnéticos ou moléculas quirais.
“Esse tipo de pesquisa, que combina teoria, simulação e experimentos em um regime tão complexo quanto a interação entre óptica de luz altamente não linear e estruturada, não seria possível sem a estreita interação entre grupos com conhecimento muito especializado”, diz ele.
Trabalho internacional de vanguarda
A pesquisa foi possível graças à colaboração internacional que o USAL mantém com o grupo experimental de referentes mundiais em óptica ultra -grave e geração de harmônicos de alta ordem da Universidade do Colorado Boulder (EUA) Margaret Murnane (Honoris Causa pelo USAL em 2023) e Henry Kapteyn. Assim como, com o professor Miguel Ángel Porras, da Universidade Politécnica de Madri, cuja experiência em propagação de vigas complexas foi fundamental para a análise teórica.
Da Universidade de Salamanca, o trabalho foi liderado por Rodrigo Martín-Hernández, Luis Llaja e Carlos Hernández-García, pesquisadores do grupo ALF e da unidade de excelência, responsáveis pelo desenvolvimento dos modelos teóricos e simulações permitidas para orientar e interpretar os resultados experimentais.
Lúmus, pesquisa de excelência no USAL
Com este estudo, a Unidade de Excelência do Lumes – fundada pelo Programa de Escada de Excelência da Junta de Castilla Y León e recentemente reconhecida como um grupo de pesquisa da Universidade de Salamanca – consolida sua liderança em pesquisa fronteiriça em óptica e fotônica e abre novas linhas de pesquisa para explorar a interação da luz estruturada.
O projeto recebeu financiamento do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC) dentro da estrutura do Programa de Inovação e Inovação de Horizonte de 2020 da União Europeia (Subsídio nº 851201), do Ministério da Ciência e Inovação (PID Subsidy2022-142340NB-IO da Excelência »(Clu-2502-1-202).
