Nobelpriset i fysik 2018 delades av forskare som var föregångare till en teknik för att skapa ultrakort, men extremt hög energi laserpulser vid University of Rochester.

Nu har forskare vid University's Institute of Optics producerat samma kraftfulla pulser-kända som kvittrade pulser-på ett sätt som fungerar även med relativt låg kvalitet, billig utrustning. Det nya verket kan bana väg för:

• Bättre telekommunikationssystem med hög kapacitet
• Förbättrade astrofysiska kalibreringar som används för att hitta exoplaneter
• Ännu mer exakta atomur
• Exakta anordningar för mätning av kemiska föroreningar i atmosfären

I ett papper i Optica , forskarna beskriver den första demonstrationen av högkvittrade pulser skapade av ett spektralfilter i en Kerr -resonator - en typ av enkel optisk kavitet som fungerar utan förstärkning. Dessa hålrum har väckt stort intresse bland forskare eftersom de kan stödja "en mängd komplicerade beteenden, inklusive användbara bredbandsstrålar av ljus, "säger medförfattaren William Renninger, biträdande professor i optik.

Genom att lägga till spektralfiltret, forskarna kan manipulera en laserpuls i resonatorn för att vidga dess vågfront genom att separera strålens färger.

Den nya metoden är fördelaktig eftersom "när du vidgar pulsen, du minskar pulstoppen, och det betyder att du sedan kan lägga mer övergripande energi i den innan den når en hög toppeffekt som orsakar problem, Säger Renninger.

Det nya arbetet är relaterat till den metod som Nobelpristagarna Donna Strickland '89 (doktorand) och Gerard Mourou använde, som hjälpte till att inleda en revolution i användningen av laserteknik när de var banbrytande för kvittrande pulsförstärkning medan de forskade vid universitetets laboratorium för laserenergi.

Arbetet drar fördel av hur ljus sprids när det passerar genom optiska håligheter. De flesta tidigare kaviteter kräver sällsynt "avvikande" dispersion, vilket innebär att det blå ljuset färdas snabbare än rött ljus.

Dock, de kvittrade pulserna lever i "normala" spridningshålrum där rött ljus rör sig snabbare. Dispersionen kallas "normal" eftersom det är det mycket vanligare fallet, vilket kommer att kraftigt öka antalet hålrum som kan generera pulser.

Tidigare hålrum är också utformade för att ha mindre än en procents förlust, medan de kvittrade pulserna kan överleva i hålrummet trots mycket hög energiförlust. "Vi visar kvittrade pulser som förblir stabila även med mer än 90 procent energiförlust, som verkligen utmanar den konventionella visdomen, Säger Renninger.

"Med ett enkelt spektralfilter, vi använder nu förlust för att generera pulser i förlust- och normala spridningssystem. Så, förutom förbättrad energiprestanda, det öppnar verkligen upp vilken typ av system som kan användas. "

Andra samarbetspartners inkluderar huvudförfattaren Christopher Spiess, Qiang Yang, och Xue Dong, alla nuvarande och tidigare forskarassistenter i Renningers lab, och Victor Bucklew, en tidigare postdoktor i labbet.

"Vi är mycket stolta över det här papperet, "Säger Renninger." Det har gått länge. "