Mediante el bombeo pulsado con un láser de argón se obtuvieron, en un láser que utiliza como medio activo una solución del colorante rodamina 6G (RH6G), pulsos estabilizados con duración aproximada de 7 picosegundos.
Existen diferentes técnicas para la obtención de pulsos cortos usando como fuente láseres.
Pero requiere un montaje experimental complejo que involucra cavidades externas o el uso de absorbentes saturables.
Inicialmente el medio activo se bombea mientras el Q-switch se ajusta para no permitir la amplificación de la cavidad a través del medio activo (con lo cual la cavidad tendrá un factor
Esto produce una inversión de población en el medio, pero no se puede tener emisión láser sin la cavidad en funcionamiento.
En este punto, el dispositivo Q-switch se conmuta rápidamente para minimizar la atenuación, esto hará que el factor de calidad de la cavidad aumente considerablemente, permitiendo que la cavidad láser actúe como tal y comience el proceso de amplificación óptica por emisión estimulada.
Gracias a la gran cantidad de energía acumulada en el medio activo, la intensidad de la luz en la cavidad crece muy rápidamente; esto provoca a su vez que la energía almacenada en el medio se reduzca casi por completo muy rápidamente.
Otro de los mecanismos más conocidos para obtener pulsos del femtosegundo es el Mode-Locking.
Este método utiliza el acoplamiento entre los modos longitudinales del láser con distancia espectral.
Y la suma coherente de estos modos da una intensidad media bastante baja.
Si, al contrario, se consigue sincronizar estos modos para que tengan una fase común en algunas zonas del espacio, entonces la suma coherente será un pulso de una potencia mayor.
Los sistemas de láseres con pulsos ultra-cortos (del orden del femtosegundo) utilizan métodos mode-locking en medios activos con larga banda de emisión, como el Ti:Za (Titanio:Zafiro).
En la práctica, sincronizar los modos consiste en modular las pérdidas dentro de la cavidad a la frecuencia
La técnica de mode-locking pasivo no requiere señal externa para que el láser produzca pulsos.
Las aplicaciones más en boga hoy en día, desde un punto de vista científico o industrial, requieren intensidades altas.
En primer lugar es posible modificar el pulso espacialmente, para obtener uno con un diámetro mayor, y por lo tanto una intensidad será menor.
De esta forma es posible trabajar con materiales que no admitirían tanta energía para un haz láser más concentrado.
El método CPA permite conseguir pulsos con potencias pico muy altas, por ejemplo intensidades por encima de los
, esta técnica ha sido aplicado a una variedad de materiales sólido; Nd:Vidrio, Alejandrita, Ti:Zafiro.
Los procedimientos básico del CPA son los siguientes: En un láser Ti:Za se precisa estirar el pulso hasta varios centenares de picosegundos para poder hacer la amplificación, esto significa que las diferentes longitudes de onda que componen el pulso inicial deben recorrer caminos que difieran hasta 10 centímetros.
Un extensor o un compresor tendrá dispersión negativa si las longitudes de onda corta tardan menos tiempo en recorrer el dispositivo que las largas, la dispersión positiva es el caso contrario.
El pulso que a la entrada estaba estirado y sus frecuencias separadas, sale tras el compresor con un tamaño temporal mucho menor y sus frecuencias juntas, esto es, sin dispersión.
La dispersión se cambia fácilmente modificando la distancia entre las redes de difracción.
Además, con lentes es posible revertir el signo de la dispersión del dispositivo.
También es posible utilizar algunas otras técnicas, pero no son tan usadas debido a su limitada dispersión introducida o a su incapacidad para ser usados en pulsos de altas intensidades.
El rango de bombeo óptimo está en torno a 514-532 nm, dónde la absorción del Ti:Za es máximo.
Posteriormente, la compresión temporal producirá dos pulsos de 15 J y 30 fs, llevando cada uno una potencia de 0.5 PW Existen limitaciones técnicas a la tecnología CPA, entre ellas, las más importantes son: Sin embargo, también existen alternativas.
Una de las más prominentes son los láseres OPCPA (Optical parametric chirped-pulse amplification).
Estos son los amplificadores que se utilizan en la técnica de Optical Parametric Chirped Pulse Amplification.
Las ventajas que presenta el sistema OPCPA frente al CPA convencional son: Este método presenta, sin embargo, ciertas desventajas frente al CPA convencional: