En el laboratorio de Pulsos Ultracortos del Departamento de Optica y Microondas del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico se tiene un láser de titanio zafiro que genera pulsos ultracortos con duraciones de aproximadamente 200fs para una longitud de onda de la portadora de 810nm. El láser produce trenes de pulsos a 76 MHz de frecuencia de repetición con una potencia promedio de 1 W. Las aplicaciones de estos láseres son muy amplias. Colegas del departamento están usando el láser para aplicaciones en micromaquinado y para estudiar la posibilidad de detectar objetos pequeños inmersos en medios que esparcen la luz para posibles aplicaciones en detección de cáncer de mama._x000D_ _x000D_ El uso del láser esta limitado principalmente por espacio, seguridad y potencia (no se puede dividir el haz en muchos haces para cubrir las diferentes aplicaciones y también llevar el haz a diferentes espacios debe hacerse cuidando la seguridad de las personas que trabajan ahí). Uno de los objetivos del grupo es la construcción de nuevos láseres de pulsos ultracortos para que puedan ser usados en las diferentes aplicaciones. Para la construcción y el uso de estos láseres es necesario entender los fenómenos que se generan en los pulsos con duraciones de femtosegundos y aprender a controlarlos o corregirlos._x000D_ _x000D_ Por ejemplo, una vez que se tiene un láser que genera pulsos con una duración de 50 femtosegundos, si este pulso pasa a través de un objetivo de microscopio de abertura numérica grande, en el foco se tendrá un pulso con una duración de picosegundos. La característica principal del pulso, que es su corta duración, se ha perdido. Por ello debemos entender como las componentes ópticas que se requieren para manipularlos modifican a los pulsos y la forma de comprimirlos en espacio y tiempo. El trabajo de investigación que estamos realizando tiene como objetivo primordial el modelar pulsos con duraciones de femtosegundos, con duraciones de 200fs y menores, que pasan a través de lentes refractivas o espejos. El trabajo teórico está siendo verificado experimentalmente en la medida en que avanzamos en la construcción e implementación de técnicas para su caracterización experimental. _x000D_ _x000D_ Las diferentes especialidades de los participantes del proyecto, construcción de láseres pulsados, óptica vectorial, óptica de Fourier, polarización, óptica geométrica, y diseño óptico, nos permitirá avanzar en este proyecto._x000D_ _x000D_ _x000D_ _x000D_

Muchas aplicaciones que utilizan pulsos ultracortos requieren el uso de lentes o espejos para enfocarlos. El análisis de estos sistemas ópticos es de gran relevancia en el campo de la óptica ultrarrápida, en donde la compensación de un par de decenas hasta unos cuantos femtosegundos es importante. Hemos avanzado en entender los efectos que modifican a los pulsos, en espacio y tiempo, en la región focal de lentes refractivas. Sin embargo, las aproximaciones que hemos hecho en los modelos teóricos son estrictamente válidas para el enfoque en lentes refractivas de pequeña abertura numérica y para pulsos con duraciones por arriba de 20 femtosegundos. También hemos hecho una aproximación importante en la forma del frente del pulso que llega a la lente la cual hemos supuesto que es un frente plano. Aunque hemos hecho cálculos para pulsos con duraciones por abajo de 20fs, hemos recibido un par de críticas sobre la validez del modelo para estos pulsos. En el presente proyecto extenderemos algunas de las aproximaciones para poder analizar pulsos con duraciones menores a 20 femtosegundos en lentes refractivas y se analizará que sucede si modelamos el frente del pulso como un haz Gaussiano. También se analizará el enfoque de pulsos cuando se usan espejos esféricos y parabólicos perfectamente conductores. Y finalmente analizaremos sistemas ópticos ideales de abertura numérica grande. Nos consideramos los pioneros en México en realizar la caracterización teórica y experimental de pulsos ultracortos en la región focal de sistemas refractivos. Y a nivel internacional somos los primeros en verificar experimentalmente que las aberraciones introducidas por la lente no producen un ensanchamiento temporal en el pulso, entre otras cosas. Nuestra contribución más importante para este proyecto será la de modelar los pulsos suponiendo que el frente del pulso ya no es plano sino un haz Gaussiano que incide en una lente real. Asi como estudiar el enfoque de pulsos por espejos esféricos y parabólicos.