Testování generace ultrakrátkých laserových pulzů systémem Pharos pro spintronické aplikace

Vedoucí: prof. RNDr. Petr Němec, Ph.D.

Konzultant: Mgr. Julie Střihavková, KCHFO

V dnešní době, kdy stále dochází ke zvyšování nároků na výkonnost elektronických součástek, je potřeba nacházet nové způsoby, jak tyto požadavky splnit. Jednou z možných cest je spintronika, oblast elektroniky, která k ukládání informací využívá jako další stupeň volnosti spin elektronů. Tímto lze mnohonásobně zvýšit rychlost zápisu a čtení dat a zmenšit rozměry elektronických součástek, což je při jejich vývoji zásadní [1]. Studiem materiálů pro spintroniku se zabýváme v Laboratoři OptoSpintroniky, a to pomocí metod ultrarychlé laserové spektroskopie [2].

V rámci proběhnuté modernizace byl v naší laboratoře před několika měsíci nainstalován laserový systém nejnovější generace, který vytváří femtosekundové laserové pulsy s velkou energií v pulzu [3]. Jednou z výhodných vlastností tohoto laseru je, že umožňuje uživatelsky nastavit frekvencí jejich opakování a dokonce umožňuje generaci přesně definovaného počtu laserových pulzů. K reálnému využití tohoto systému v našich experimentech je však nutné znát přesně vlastnosti generovaných laserových pulzů.

V rámci tohoto projektu se student seznámí s fungováním moderního laserového systému Pharos a optického parametrického zesilovače (OPA) nové generace ORPHEUS-NEO s extrémně nízkým šumem a širokou spektrální laditelností. Náplní projektu bude měření délky ultrakrátkých laserových pulzů generovaných systémy Pharos a OPA, a následně testování možnosti měnit tyto délky pulzů. Dále bude student testovat “single-shot” mód laseru pro generaci definovaného počtu pulzů, umožňující provádět nové druhy experimentů.

Literatura

[1] P. Němec: Cesta ke spinovému tranzistoru, Sdělovací technika 6, 5 (2012).

[2] https://www.mff.cuni.cz/cs/kchfo/ooe/vyzkum/spintronika

[3] https://lightcon.com/products/pharos-femtosecond-lasers/

[4] M. Surýnek a kol., Picosecond transfer from short-term to long-term memory in analog antiferromagnetic memory device Newton 1, 100034 (2025).

[5] M. Nerodilová, Generace ultrakrátkých laserových pulzů v širokém spektrálním rozsahu – studium vlastností optického parametrického zesilovače, studentský projekt, MFF UK (2023).