Diseño y construcción de sistema de posicionamiento de blancos para pulsos láser de femtosegundos

Resumen

En esta tesis doctoral se desarrollaron dos sistemas novedosos de posicionamiento de blancos para láseres de femtosegundos. Estos dos sistemas están diseñados para funcionar dentro del rango de Rayleigh con una alta precisión. Uno de los sistemas de posicionamiento se basa en un arreglo confocal astigmático, el cual determinara la posición relativa del blanco en términos del astigmatismo introducido al haz reflejado por el blanco. Este sistema es capaz de determinar la posición del blanco respecto al plano focal, si no también determinar dirección de dicho desplazamiento. Se demostró un funcionamiento con superficies rugosas, al igual que tolerancias a ángulos de incidencia diferentes de cero (normal a la superficie). Se logro una sensibilidad de 1.64 ×10.2 m1 gracias a la integración de una lente asistente del arreglo astigmático original. Otro de los sistemas de posicionamiento se basa en un arreglo confocal al cual introducimos un elemento de detección no lineal por absorción de dos fotones (TPA). Este sistema de posicionamiento nombrado Nonlinear Confocal Positioner (NCP) presenta una alta sensibilidad y precisión en la ubicación de blancos debido a la dependencia cuadrática con la intensidad del haz láser. Demostramos incertidumbre del orden de 5 m equivalentes al tamaño de escaneo en el eje óptico (eje - z). Estos sistemas de posicionamiento desarrollados mostraron un gran potencial en aplicaciones en la microfabricación láser y aceleración de plasmas generados por láser.