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FOTONI

LIGHTING 14 -

GIUGNO/LUGLIO 2017

condaria del tutto inutile e cioè ‘idler’. Successivamente

si capì invece che la possibilità di risuonare nella cavità e

amplificarsi non era una prerogativa della sola radiazione

signal perché anche la idler poteva farlo e così si defini-

rono OPO a doppia risonanza quelli nei quali entrambe

la signal e la idler potevano auto-sostenersi, stimolare

emissione e amplificarsi fino a fornire in uscita due fasci

laser stabili con lunghezza d’onda differenti. Nell’approc-

cio sviluppato da Hübner Photonics i due fasci risultanti

emettono nel vicino infrarosso e c’è la possibilità di sposta-

re la lunghezza d’onda di qual-

che centinaia di nanometri

variando l’onda acustica di po-

larizzazione. Usciti dall’OPO, i

due fasci rimbalzano su un cri-

stallo SHG (Second Harmonic

Generation), dove generano

le loro seconde armoniche e

precisamente il signal produce

i colori dal blu al verde men-

tre l’idler i colori dal verde al

rosso. Fuori dall’SHG affronta-

no un beam splitter, dove alle

seconde armoniche viene consentito di uscire, mentre le

armoniche principali delle due radiazioni signal e idler

ritornano in circolo, per continuare ad alimentare l’emis-

sione stimolata nel sistema ottico risonante.

Un laser duttile

Il laser C-WAVE viene fabbricato da Hübner per produr-

re componenti in gomma per l’industria dei trasporti.

Il C-WAVE a onda continua offre un’escursione spettra-

le completa nel visibile dal vicino ultravioletto al vicino

infrarosso e, inoltre, può essere facilmente comandato

dalla sua consolle anche da un operatore non

esperto, dato che la centralina provvede au-

tonomamente a cambiare la configurazione

dell’OPO e dell’SHG per modificare le ca-

ratteristiche dei due cristalli non lineari, in

modo tale da ottenere all’uscita dell’intero

sistema ottico la lunghezza d’onda deside-

rata. Ciò consente di adoperare il C-WAVE

anche nei laboratori di ricerca dove il perso-

nale non ha competenza alcuna nell’uso di

strumentazione avanzata e sfruttare la linea-

rità del suo fascio laser in un’ampia gamma

di applicazioni come la metrologia, l’analisi

dei materiali o la biofotonica nonché, per

esempio, nei test di precisione di spettrosco-

pia, analisi molecolare, ottica quantistica, fo-

tochimica o nanomedicina.

Il C-WAVE viene proposto in diverse configu-

razioni e con tre opzioni di lunghezza d’onda pre-impo-

state da 400 a 525 nm (blu), da 540 a 650 nm (arancio) e

da 900 a 1300 nm (infrarosso) ma si può scegliere qual-

siasi altra combinazione di lunghezze d’onda in base alle

esigenze applicative. Ci sono varie alternative anche per

le ottiche di accoppiamento in uscita e si può scegliere

fra più opzioni di potenza che vanno da 80 a 200 mW

per il blu e l’arancio e da 200 a 400 mW per l’infraros-

so, nonché fra due livelli di accuratezza in frequenza de-

nominati Basic, inferiore a 100 MHz e con precisione

migliore di 1 nm, e Advanced

quando è inferiore a 1 MHz

ed è però agganciata a un ri-

ferimento di precisione ester-

no. Due importanti ricerche

dove il C-WAVE ha già avuto

modo di dimostrare le sue po-

tenzialità, sono la spettrosco-

pia ionica nei materiali e la

spettroscopia molecolare. Nel

primo caso il laser viene usato

per pompare un’ulteriore ge-

nerazione di seconda armoni-

ca e ottenere un fascio ultravioletto alla lunghezza d’on-

da di 285,3 nm che può essere usato per individuare gli

ioni all’interno dei materiali, nonché crearne di nuovi

separandoli dai loro atomi in modo estremamente selet-

tivo. La spettroscopia a singola molecola è stata studiata

al Max Planck Institute for the Science of Light (MPL)

e consiste nell’utilizzare il C-WAVE variando la sua lun-

ghezza d’onda d’emissione in tutta la gamma per eccita-

re la fluorescenza delle singole molecole, in modo tale

da valutarne lo spettro con un’elevatissima risoluzione e

capirne la composizione e le caratteristiche.

Fig. 3

– Sono le seconde armoniche a produrre il fascio d’uscita mentre le armoniche princi-

pali continuano ad alimentare l’emissione stimolata nella cavità risonante

Fig. 4

– L’ampia gamma delle lunghezze d’onda disponibili unitamente

alla linearità della risposta e alla semplicità d’uso fanno del C-WAVE

uno strumento particolarmente efficace nella spettroscopia