Espejo de plasma

Un espejo de plasma es un mecanismo óptico que permite la reflexión especular de haces láser ultrarrápidos de alta intensidad en aplicaciones donde los efectos ópticos no lineales impiden el uso de espejos convencionales , y mejora el contraste temporal del láser. Al alcanzar una intensidad suficiente, un haz láser que incide sobre un sustrato (como sílice fundida ^{[ 1 ]} ) provocará la ionización del sustrato, y el plasma resultante reflejará el haz incidente con las propiedades de un espejo ordinario. Un único espejo de plasma solo puede utilizarse una vez, ya que durante la interacción el haz ioniza y destruye el sustrato.

Para lograr una reflexión especular, la superficie del plasma debe permanecer plana durante la interacción con el haz. Dado que los láseres ultrarrápidos de alta intensidad alcanzan intensidades mucho mayores que las requeridas para la formación de plasma —y para evitar la formación y expansión del plasma durante los prepulsos que preceden al pulso principal—, el contraste temporal del láser (relación entre las intensidades de los prepulsos y el pulso principal) debe mantenerse en un valor bajo, de modo que la intensidad del prepulso esté por debajo del umbral de ionización. ^{[ 2 ]}

Como la luz de alta intensidad ioniza el sustrato y se refleja, pero los prepulsos de baja intensidad, generados por emisión espontánea amplificada y generalmente no deseados, se transmiten, el espejo de plasma puede utilizarse para mejorar el contraste de intensidad de los haces, en un proceso denominado obturación de plasma autoinducida. ^{[ 3 ]} Este efecto es útil, ya que muchos experimentos láser-sólido se ven obstaculizados por la presencia de prepulsos intensos. ^{[ 4 ]} En algunas configuraciones, para mejorar el contraste se utilizan dos espejos de plasma. ^{[ 5 ]}

Los espejos de plasma exhiben una alta generación de armónicos y se han utilizado para producir pulsos ultravioleta extremos de attosegundos . ^{[ 6 ] [ 7 ]} Otras aplicaciones incluyen la aceleración de electrones y la generación de momento angular orbital ligero mediante un diseño de placa de fase espacial. ^{[ 8 ] [ 9 ]}