monocromador ultrarrápido

Un monocromador ultrarrápido es un monocromador que conserva la duración de un pulso ultracorto (en la escala de tiempo de femtosegundos o inferior). ^{[ 1 ] [ 2 ]} Los monocromadores son dispositivos que seleccionan una longitud de onda particular, generalmente utilizando una rejilla de difracción para dispersar la luz y una rendija para seleccionar la longitud de onda deseada; sin embargo, una rejilla de difracción introduce retardos de trayectoria que alargan notablemente la duración de un pulso ultracorto. Un monocromador ultrarrápido utiliza una segunda rejilla de difracción para compensar los retardos de tiempo introducidos en el pulso por la primera rejilla y otros elementos ópticos dispersivos.

Las redes de difracción se construyen de tal manera que el ángulo del rayo incidente, θ _i , está relacionado con el ángulo del m -ésimo rayo saliente, θ _m , mediante la expresión

${\displaystyle m\lambda =d(\sin {\theta _ {i}}-\sin {\theta _ {m}})}$.

Dos rayos difractados por surcos adyacentes tendrán una longitud de trayectoria diferente en una distancia mλ . La diferencia total entre la trayectoria más larga y la más corta dentro de un haz se calcula multiplicando mλ por el número total de surcos iluminados.

Por ejemplo, un haz de 10  mm de ancho que ilumina una rejilla con 1200 ranuras/mm utiliza 12 000 ranuras. A una longitud de onda de 10  nm, el haz difractado de primer orden, m = 1, tendrá una variación de longitud de trayectoria de 120  μm. Esto corresponde a una diferencia de tiempo en la llegada de 400 femtosegundos. Esta variación suele ser despreciable para pulsos de picosegundos, pero no para aquellos de duración de femtosegundos.

Una aplicación importante es la extracción, sin ensanchamiento temporal, de un único pulso armónico de alto orden de entre los muchos generados por un pulso láser ultrarrápido que interactúa con un objetivo gaseoso.

• pulso ultracorto
• DESY

Palmer, Christopher (2020). Manual de rejillas de difracción (8.ª  ed.). MKS Newport.