Aplicações de pulsos de femtossegundos em óptica não linear: espectroscopia, formatação de pulsos e microfabricação

Abstract

O estudo de processos ópticos não lineares, embora ainda seja uma área em pleno desenvolvimento, vem recebendo bastante atenção devido ao seu potencial tanto para a geração de novas tecnologias quanto para o entendimento de aspectos fundamentais da interação da luz com a matéria. Esta área tem sido impulsionada pelo desenvolvimento de lasers com pulsos de femtossegundos. Estes pulsos apresentam três características interligadas, que os tornam interessantes para diversos estudos em óptica não linear; devido a sua curta duração temporal eles apresentam altas intensidades de pico e larga banda espectral. Neste projeto estamos interessados no estudo de processos não lineares induzidos por pulsos de femtossegundos, abordando três tópicos distintos: (i) espectroscopia não linear, (ii) controle coerente da interação da luz com a matéria e (iii) microfabricação com pulsos ultracurtos. A espectroscopia não linear é uma área em crescente desenvolvimento, principalmente no que diz respeito à investigação do espectro de processos não lineares. Na área de controle coerente, a modulação das componentes espectrais dos pulsos, tanto em fase quanto em amplitude, pode ser utilizada para otimizar ou mesmo controlar processos não lineares. Na microfabricação com pulsos de femtossegundos, uma vertente mais aplicada do projeto, estes serão usados para explorar novas possibilidades em processamento de materiais. Desta forma, este projeto deverá contribuir para o estabelecimento de um grupo de pesquisa bastante competitivo em nível internacional. Embora as três linhas de atuação propostas sejam paralelas, na medida em que os projetos forem amadurecendo estas serão mutuamente benéficas. Por exemplo, sistemas de formatação de pulsos poderão ser aplicados em microfabricação e conhecimentos de espectroscopia não linear serão relevantes para os demais experimentos. Cabe ressaltar ainda que este projeto se insere numa área de pesquisa fundamental para a geração de novas tecnologias, abrangendo também aspectos de grande interesse do ponto de vista de Física fundamental.