Pesquisadores da ETH Zurich quebraram o recorde de potência para pulsos de laser ultracurtos, criando um laser oscilador capaz de gerar pulsos com pico de 100 megawatts. Esses pulsos duram menos de um picosegundo (10^-12 segundos) e podem fornecer energia suficiente para alimentar centenas de milhares de aspiradores de pó por um curto período de tempo, de acordo com o estudo publicado na revista científica Optica.
O novo marco foi atingido ao combinar técnicas avançadas de amplificação de luz com uma tecnologia conhecida como SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Mirror), desenvolvida há 30 anos por Ursula Keller, uma das autoras do estudo e professora de física na ETH Zurich. Os pulsos produzidos superam os recordes anteriores de potência média e energia por pulso em mais de 50%.
Pulsos de laser ultracurtos, como os desenvolvidos nesta pesquisa, têm uma vasta gama de aplicações em áreas como processamento de materiais, tratamentos cirúrgicos de alta precisão e medições metrológicas extremamente acuradas. Além disso, esses pulsos podem desempenhar um papel crucial no avanço de tecnologias como relógios atômicos e sistemas de computação quântica óptica.
Criar pulsos de laser tão curtos e poderosos é um desafio técnico significativo, pois envolve liberar grandes quantidades de energia em intervalos muito breves. Os cientistas conseguiram esse feito com o uso de um arranjo especial de espelhos dentro do laser, que permitiu amplificar a luz sem prejudicar sua estabilidade. A luz foi refletida várias vezes por esses espelhos antes de ser liberada como pulsos ultracurtos.
Uma das maiores inovações do estudo foi o uso do espelho SESAM, que possibilitou a geração de pulsos de forma muito mais eficiente do que métodos tradicionais que dependem de amplificadores. Esse tipo de espelho permitiu aos pesquisadores converter a luz em pulsos poderosos sem comprometer a qualidade e estabilidade do laser, um avanço significativo em relação às técnicas convencionais.
De acordo com Moritz Seidel, principal autor do estudo e doutorando na ETH Zurich, o novo método resolve desafios que antes exigiam o uso de vários amplificadores externos para atingir níveis comparáveis de potência. Com a nova tecnologia, os cientistas puderam concentrar tudo em um único dispositivo.
Os resultados deste estudo oferecem novas oportunidades em áreas que demandam altíssima precisão. Entre os exemplos citados, estão cirurgias oftalmológicas como LASIK, fabricação de estruturas microeletrônicas em metais e até no desenvolvimento de computadores quânticos. Os pesquisadores acreditam que, no futuro, será possível encurtar ainda mais esses pulsos, alcançando durações na ordem de attossegundos (10^-18 segundos), o que abriria caminho para uma série de novas aplicações.
Com esses avanços, a ETH Zurich se posiciona na vanguarda da pesquisa em lasers, oferecendo ao mundo novas ferramentas para lidar com desafios científicos e industriais cada vez mais complexos.
Com informações de: Interestingengineering