Estudio teórico de la generación de armónicos de alto orden empleando diferentes campos de excitación

En los últimos años ha surgido gran interés en la comunidad científica para obtener y manipular radiación coherente en la región del espectro electromagnético entre XUV y X Blandos. Este interés subyace en las varias aplicaciones científica, tanto en biología, química, ciencias de materiales, etc. que es posible experimentar con esta radiación. Dentro de estas aplicaciones, tal vez la más importante sea la generación de pulsos de Attosegundos (10-18s), pulsos que permiten el estudio de los fenómenos naturales en dicha escala temporal. Esta radiación hoy en día se puede lograr mediante el fenómeno físico que se conoce como Generación de Armónicos de Alto Orden (High Order Armonics Generation en ingles) HHG. En este trabajo de tesis, se presentan diversos estudios teóricos de la generación de armónicos de alto orden en gases nobles utilizando diferentes campos láser ultracortos intensos para su producción. Estos estudios conducen a explicar las principales características de los espectros de armónicos obtenidos, en estas condiciones.Facultad de Ciencias Exacta

Estudio teórico de la generación de armónicos de alto orden empleando diferentes campos de excitación

En los últimos años ha surgido gran interés en la comunidad científica para obtener y manipular radiación coherente en la región del espectro electromagnético entre XUV y X Blandos. Este interés subyace en las varias aplicaciones científica, tanto en biología, química, ciencias de materiales, etc. que es posible experimentar con esta radiación. Dentro de estas aplicaciones, tal vez la más importante sea la generación de pulsos de Attosegundos (10-18s), pulsos que permiten el estudio de los fenómenos naturales en dicha escala temporal. Esta radiación hoy en día se puede lograr mediante el fenómeno físico que se conoce como Generación de Armónicos de Alto Orden (High Order Armonics Generation en ingles) HHG. En este trabajo de tesis, se presentan diversos estudios teóricos de la generación de armónicos de alto orden en gases nobles utilizando diferentes campos láser ultracortos intensos para su producción. Estos estudios conducen a explicar las principales características de los espectros de armónicos obtenidos, en estas condiciones.Facultad de Ciencias Exacta

Ultra-long light sheets via curved beam intercrossing

An approach to yield a planar light sheet with thickness below the Abbe’s diffraction limit over ultra-long propagation distances is presented. Such features emerge by an induced interference of the fields associated to the caustic branches of a cusp-type curved beam. The optical sheet width and length are dynamically tuned by just varying one parameter of the signal encoded in a spatial light modulator within a standard setup for curved beam generation. This light sheet possesses the following characteristics: a high length-to-width ratio, a width below the Abbe’s diffraction limit, reduced sidelobes, and very low spreading along the sheet length. These planar light sheets could be useful in light-sheet microscopy and applications to surface and interface physics. In addition, these sheets can be easily transformed in an optical needle having rectangular symmetry by using a two-dimensional cusp beam instead of an one-dimensional beam.Fil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Martínez Matos, Óscar. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Vaveliuk, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentina. Universidad Complutense de Madrid; Españ

Simple interferometric setup enabling sub-Fourier-scale ultra-short laser pulses

In this work, we have developed a method to generate ultra-short pulses below the Fourier limit, extending the concept previously worked in reference 1 for generating sub-diffractive Gaussian beams. Alternatively, we introduce new alternatives based on a temporally non-symmetrical interference to narrow ultrashort pulses allowing, sub-Fourier scales. The experimental setup scheme is simple and versatile being able to work with high-power laser sources and ultra-short pulses with a broad bandwidth at any central wavelength. The results presented, are promising and help to enlighten new routes and strategies in the design of coherent control systems. We glimpse they will become broadly useful in different fields from strong field domain to quantum information

Above-threshold ionization driven by few-cycle spatially bounded inhomogeneous laser fields

In this work, we study the main features of the photoelectrons generated when noble gas atoms are driven by spatially bounded inhomogeneous strong laser fields. These spatial inhomogeneous oscillating fields, employed to ionize and accelerate the electrons, result from the interaction between a pulsed low intensity laser and bow-tie shaped gold nanostructures. Under this excitation scheme, energy-resolved above-threshold ionization (ATI) photoelectron spectra have been simulated by solving the one-dimensional (1D) time-dependent Schrödinger equation (TDSE) within the single active electron (SAE) approximation. These quantum mechanical results are supported by their classical counterparts, obtained by the numerical integration of the Newton-Lorentz equation. By using near-infrared wavelengths (0.8-3 μm) sources, our results show that very high energetic electrons (with kinetic energies in the keV domain) can be generated, far exceeding the limits obtained by using conventional, spatially homogeneous fields. This new characteristic can be supported considering the non-recombining electrons trajectories, already reported by Neyra and coworkers (Neyra E, et al 2018 J. Opt. 20, 034002). In order to build a real representation of the spatial dependence of the plasmonic-enhanced field in an analytic function, we fit the generated 'actual' field using two Gaussian functions. We have further analyzed and explored this plasmonic-modified ATI phenomenon in a model argon atom by using several driven wavelengths at intensities in the order of 1014 W cm-2. Throughout our contribution we carefully scrutinize the differences between the ATI obtained using spatially homogeneous and inhomogeneous laser fields. We present the various physical origins, or correspondingly distinct physical mechanisms, for the ATI generation driven by spatially bounded inhomogeneous fields.Fil: Rueda Suescun, Pedro Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Videla, Fabian Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Pérez Hernández, Jorge. Parque Científico. Centro de Láseres Pulsados; EspañaFil: Ciappina, Marcelo Fabián. Institute of Physics of The Ascr, Eli-beamlines; República ChecaFil: Torchia, Gustavo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentin

High-order harmonic generation driven by chirped laser pulses induced by linear and non linear phenomena

We present a theoretical study of high-order harmonic generation (HHG) driven by; ultrashort optical pulses with different kind of chirps. The goal of the present work is; to perform a detailed study to clarify the relevant parameters in the chirped pulses to; achieve a noticeable cut-off extensions in HHG. These chirped pulses are generated using; both linear and nonlinear dispersive media. The description of the physical mechanisms; origin responsible for this extension is, however, not usually reported with enough detail; in the literature. The study of the behaviour of the harmonic cut-off with this kind of; pulses is carried out in the classical context, by the integration of the Newton-Lorentz; equation complemented with the quantum approach, based on the integration of the time; dependent Schrodinger equation in full dimensions (TDSE-3D).Facultad de IngenieríaCentro de Investigaciones Óptica

Tailoring a sub-diffraction optical focus via a straightforward interferometric approach

An approach for yielding light focuses below Abbe´s diffraction limit in Gaussian beams is presented. The method uses only standard passive optical elements as lenses, filters and mirrors and consists of a Michelson interferometric setup, where one of the light branches is modified in amplitude and/or phase. The focus narrowing process is carried out at the focal plane of a spherical lens by the interference of altered and unaltered light branches. The main focus features, namely, the focus intensity and size as well as the sidelobe intensity, are adjusted by varying two external parameters in a controllable manner under the conditions of pure destructive interference. Narrowing of the diffraction limit close to 40% with reduced intensity sidelobes (10%) is achieved. Due to the use of only lenses and mirrors, the approach does work with laser beams within a broad optical bandwidth ranging from infrared to ultraviolet in continuum regime as well as in ultra-short pulse regime. The method can also be implemented for high-power lasers and temporal domains. The focus-narrowing process emerges as a natural mechanism to the light interference, bringing a fresh perspective to applications from a few controllable degrees of freedom. The good performance of the sub-diffraction optical focus and the simplicity of the experimental setup promote new opportunities in fields ranging from optical manipulation of particles at sub-wavelength scale to optical writing and super-resolution microscopy.Fil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Vaveliuk, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentin

Light coupling in single-track guiding structures obtained by femtosecond laser writing in lithium niobate

n this Letter we present a study of light coupling into a pair of Type II waveguides made of lithium niobate crystals by using femtosecond laser writing. Simulations based on the beam propagation method and optical fiber coupling experiments with the guiding structures showed good agreement. The presented results can be a suitable tool for designing high-performance optical circuits using femtosecond laser writing techniques for different technological requirements.Fil: Torchia, Gustavo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Suarez, S.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata; Argentin

Significant improvement in optical propagation of lithium niobate written waveguides by a thermal annealing

In this paper, we analysed, studied, and implemented an experimental procedure to improve the guiding performance at the telecommunications band of type II waveguides made in x-cut lithium niobate by femtosecond laser writing. This method relies on conducting a suitable temperature treatment on the samples. In particular, the thermal annealing reached the highest temperature of 450 °C stepped by 25 °C starting from room temperature. A discussion about the involved effects that produces the improvement of waveguides performance has been conducted in this paper. This analysis was supported by considering anisotropy expansion of the waveguiding region and by also a strong reduction of colour centres and waveguide border smoothing after thermal treatment. In addition, a better mode matching for coupling was observed. A relative enhancement from 6 dB to 10 dB (output/input power), with respect to the sample without thermal annealing, has been determined in our experiments. The deep analyses presented in this work suggest that the optical circuits fabricated by femtosecond laser writing, after the proposed thermal treatment, improve their guidance quality for photonics applications at the optical communications band where high performance waveguides systems are required.Fil: Guarepi, Valentín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Peyton, Roberto Ramon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Presti, Damián Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaFil: Torchia, Gustavo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; Argentin

Buried waveguides in Nd:YLF crystals obtained by femtosecond laser writing under double line approach

In this paper, we present buried waveguides fabricated by fs laser writing in Nd3+ doped YLF crystal under double line approach (Miura et al. in Appl. Phys. Lett. 71:3329?3331, 1997). The waveguides were made by focusing two consecutive optical breakdown tracks (OBT) separated by about 20 μm. To make the optimal OBT, we focused the fs-laser pulses 200 μm below surface at intensities above the OB threshold for the material and controlled the writing speed. The guiding structures were fabricated by using a Chirped Pulse Amplification (CPA) femtosecond (fs) laser system. We chose the optimal writing parameters in order to obtain suitable waveguides, using around 3 μJ energy and writing speed from 15 to 50 μm/s. After optically exploring the waveguides by end-fire coupling, the guiding structures showed good optical performance. Guiding index profiles were retrieved from modal analysis by using BeamProp (RSoft) commercial software. This spatial distribution of the index increment, taking into account a lower refractive barrier on the OBT region plus the compressed region between the tracks, was obtained correctly fitting profiles modes. Finally, optical spectroscopy measurements were also performed in the waveguides. The results showed that the luminescence properties of Nd3+ ions are preserved in the waveguides compared with the values obtained for bulk.Fil: Biasetti, Demian Arístide. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); ArgentinaFil: Neyra, Enrique Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); ArgentinaFil: Vázquez de Aldana, J. R.. Universidad de Salamanca; EspañaFil: Roso, L.. Universidad de Salamanca; EspañaFil: Torchia, Gustavo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Centro de Investigaciones Opticas (i); Argentin