¿Cómo se generan los pulsos ultracortos?

Las ondas en forma de pulsos se producen superponiendo muchas ondas continuas con frecuencias distintas. Todo el que haya afinado una guitarra alguna vez sabrá que si toca dos cuerdas ligeramente desafinadas oirá una pulsación y que la frecuencia de esa pulsación es tanto mayor cuanto más desafinadas entre sí están las cuerdas. Con los láseres pasa lo mismo (lo cual no es de extrañar si tenemos en cuenta que el funcionamiento de un láser tiene cosas en común con el mecanismo de una guitarra).

Si la cavidad resonante del láser contiene ondas de muchas frecuencias distintas (lo cual es posible con ciertos medios activos de banda ancha) entonces es posible, en principio, sumar las diferentes ondas para producir una salida de luz pulsada. Lo único que se necesita es que la relación de fase entre las ondas de distinta frecuencia sea fija, es decir, que la posición relativa de las crestas y los valles de las diferentes ondas sea siempre la misma. En los láseres de banda ancha de emisión continua esa relación entre las fases es en principio aleatoria, pero existen técnicas llamadas mode-locking precisamente para fijarla y generar una salida pulsada.

Cuantas más frecuencias distintas se sumen, más cortos serán los pulsos. De hecho la duración de los pulsos es inversamente proporcional al rango de frecuencias contenido en la cavidad. Por tanto, el secreto para la generación de pulsos ultracortos es contar con dos ingredientes: un medio activo que emita luz láser en un rango amplio de frecuencias y una técnica para fijar las fases relativas entre las diferentes ondas (mode-locking).

 

Ondas
Sumando muchas ondas con frecuencias ligeramente distintas se obtiene una onda pulsada.
Cuantas más frecuencias distintas añadamos, más cortos serán los pulsos. 

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