Optical Parametric Processes with Femtosecond Pulses in Nonlinear CrystalsNovel Schemes and Applications

Résumé

El objetivo principal de la tesis ha sido el desarrollo y la implementación de estrategias para acceder a los rangos espectrales visible y ultravioleta cercano con pulsos láser de femtosegundos a través de proceses no-lineales en cristales. Se han utilizado tanto técnicas estándar como nuevos esquemas que mejoran algunas propiedades de los haces generados. En cuanto a las técnicas estándar, hemos diseñado, implementado y caracterizado un módulo para generar el segundo y tercer harmónico del láser de Ti:Zafiro, manteniendo las características temporales y espectrales del haz fundamental. Además, hemos desarrollado un amplificador paramétrico óptico no-colineal para obtener una fuente sintonizable en el rango visible del espectro electromagnético. Con la intención de mejorar algunas características de los haces generados hemos hecho uso de la óptica difractiva. Por un lado hemos micro-estructurado un cristal de BBO por ablación ultrarrápida, en concreto, se ha grabado una red de difracción unidimensional en su superficie. Gracias a este micro-estructurado se puede inducir la generación no-colineal del tercer harmónico en el mismo cristal. Por otro lado una lente difractiva ha sido utilizada para enfocar los pulsos de femtosegundo en un cristal no-lineal para generar el segundo harmónico del láser. Con este elemento es posible obtener una sintonización en la señal generada al variar la posición del cristal en torno a la zona focal de la lente. Por último, la misma lente ha sido aplicada a la generación de supercontinuo en materiales densos. Los espectros generados poseen nuevas e interesantes características, que no están presentes cuando el continuo se genera con una lente acromática, como pueden ser la ausencia de frecuencias en la parte roja del espectro y un pico prominente en el azul. La longitud de onda central de este último puede ser sintonizada, simplemente variando la distancia relativa entre la lente y la muestra.