DEILAP - CITEDEF
Departamento de Investigaciones en Láseres y sus aplicaciones
Laboratorio de Láseres Sólidos
Investigador responsable:
Dr. Marcelo G. Kolvalsky CV
– Jefe de Proyecto (Id C1 de RIPFA) de CITEDEF
– Investigador Independiente de CONICET
– Mail: mkovalsky@citedef.gob.ar
Sitio web de la división: https://llsceilap.wixsite.com/laser
Actividades:
La actividad del Laboratorio de Láseres Sólidos (LLS) comenzó en 1978 y se centra en el estudio, desarrollo y aplicación de láseres sólidos. Es pionero en nuestro país en la tecnología de láseres de estado totalmente sólido (all-solid state lasers), desde 1992. Hitos notables del LLS con impacto internacional han sido la realización del primer láser de Nd:YAG con mode-locking por efecto Kerr y los estudios sobre el régimen caótico del láser de Ti:Zafiro de femtosegundos. El grupo de trabajo presenta una vasta experiencia en el desarrollo de telémetros así como en el diseño y construcción de láseres sólidos. Todos los láseres que se emplean en los experimentos del LLS han sido diseñados y construidos en este laboratorio. Esto se hace siguiendo el criterio general de que aún los estudios de interés básico deben aportar al desarrollo tecnológico de nuestro país.
Líneas de trabajo actuales:
Dinámica no lineal en láseres sólidos
Estudio experimental de fenómenos no lineales en láseres sólidos. El foco está en las llamadas optical rogue waves (ORW), que son pulsos de luz de amplitud gigante que aparecen esporádicamente, pero mucho más a menudo que una fluctuación estadística. El tema nació en Oceanografía, donde tiene importancia por los daños que las olas gigantes producen tanto en buques como en plataformas petroleras. El estudio de ORW tiene interés pues los eventos extremos son más fáciles de observar que en el mar: adquirir la estadística que en el mar requiere años puede obtenerse en un sistema óptico en segundos, y es posible variar a voluntad los parámetros del sistema. El LLS reportó en 2011 la primera observación de ORW en dispositivos de interés práctico, precisamente los láseres sólidos autopulsantes. El mecanismo de su formación es aún desconocido. De interés para las aplicaciones en Defensa es controlar estos eventos extremos, ya que sería posible obtener pulsos de dos y tres veces más energía que la usual, sin tener que escalar todo el dispositivo, lo que es una gran ventaja para los usos portátiles como telemetría, designadores e identificadores de blancos y en UAV.
Entrelazamiento cuántico
El LLS realizó en 2008 la primera verificación experimental de la violación de las desigualdades de Bell en nuestro país. Además de la actividad tradicional de estudio, desarrollo y aplicación de láseres sólidos, se ha encarado la realización de una serie de experimentos de fundamentación de Mecánica Cuántica.
Los experimentos de fundamentación que se llevaron a cabo buscan refutar o revelar la existencia en la Naturaleza de teorías realistas locales (“clásicas”, por oposición a “cuánticas”) no ergódicas (es decir, en las que no se cumple la igualdad entre time average y el ensemble average). Para la realización de estos experimentos se diseñó y construyó en el LLS una fuente pulsada de pares de fotones en estados entrelazados (entangled states) en polarización generados por fluorescencia paramétrica (spontaneous parametric down-conversion). Es la primera fuente con estas características (pulsos de nanosegundos de duración con separación grande y ajustable entre ellos, y adquisición de datos resuelta en el tiempo) en el ámbito internacional, y permitió realizar trabajos pioneros en la observación y análisis de la variación temporal del entrelazamiento de un estado de Bell. Esta fuente de pares es además una herramienta apta para varios estudios básicos y aplicados: criptografía cuántica, calibración absoluta de fotodetectores, simulación óptica de algoritmos cuánticos, etc. Los trabajos realizados en esta línea obtuvieron el Premio J.J. Giambiagi 2014 a la mejor Tesis de Doctorado en Física Experimental defendida en el país en el bienio 2012-2013, distinción otorgada por la Asociación Física Argentina.
Micromaquinado láser
El LLS tiene una línea de investigación aplicada en micro-mecanizado láser de diferentes materiales. El interés en la miniaturización de dispositivos para aplicaciones en áreas de la ciencia y de la industria demanda la producción de agujeros cada vez más pequeños sobre una amplia variedad de materiales tales como acero, aluminio, cerámicos, semiconductores, plásticos y vidrios, entre otros. En particular, la técnica de micro-maquinado láser permite realizar agujeros y cavidades en materiales con geometrías y dimensiones muy difíciles o imposibles de realizar con un maquinado mecánico. Para este fin el LLS diseñó y construyó un láser totalmente sólido de nanosegundos de alta potencia y una plataforma de desplazamiento micrométrico x-y motorizada y controlada por un software (de desarrollo propio) de desplazamiento controlada por una PC. El objetivo es determinar para qué necesidades de la industria local este tipo de láser puede reemplazar a los de femtosegundos, que son mucho más caros y sofisticados.
Publicaciones:
‘Frequency modulated’ pulsed Bell setup avosids post-selection. M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky, M. Nonaka. arXiv: 2307.03203v1 (2023). https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.03203
“Machine learning algorithms predict experimental output of chaotic lasers”. M. Nonaka, M. Agüero, M. Kovalsky. Optics Letters, 48, pg.1060-1063 (2023).
“Testing randomness of series generated in optical Bell’s experiment”. M. Nonaka, M. Agüero, M. Kovalsky y A .Hnilo. Applied Optics, Vol.62, No 12, pg. 3105 (2023).
“Is a spectrograph of hidden variables possible?”. A.Hnilo; arXiv/abs/2303. 00003.
“Testing a hypothetical transient deviation from Quantum Mechanics: preliminary results”. M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky y M. Nonaka; J.Opt.Soc.Am B, 40(4), C28-C34 (2023).
“Locality, Realism, Ergodicity and Randomness in Bell’s experiment”. A. Hnilo, Entropy (2023), 25(1), 160, doi: 10.3390/e25010160.
“Proposal to test a transient deviation from quantum mechanics’ predictions for bell’s experiment”, A.A. Hnilo, M.B. Agüero, M.G. Kovalsky. Entropy 2021, 23(12), 1589.
“Testing how different levels of entanglement affect predictability in practical setups”
M. Nonaka, M. Kovalsky, M. Agüero, A. Hnilo. Quantum Information Processing , 2021, 20(5), 165.
“LIGO series, dimension of embedding and Kolmogorov's complexity”, M.G.Kovalsky, A.A. Hnilo. Astronomy and Computing, 2021, 35, 100465.
“Development in matlab and labview for the control and automatization of experiments in quantum optics”.
“Desarrollo en labview y matlab para el control y automatización de experimentos en óptica cuántica”.
M.E. Nonaka, M.B. Agüero, A.A. Hnilo, M.G. Kovalsky, M.G. Anales de la Asociacion Fisica Argentina ,2020, 31(2), pp. 62–66.
“Measuring Algorithmic Complexity in Chaotic Lasers”, M.G. Kovalsky, M.B. Agüero, C.R. Bonazzola, A.A. Hnilo. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2020, 30(4), 20500571.
“Simple Explanation of the Classical Limit”, A.A. Hnilo. Foundations of Physics, 2019, 49(12), pp. 1365–1371.
“Beyond loophole-free experiments: A search for nonergodicity”, A.A. Hnilo. Quantum Worlds: Perspectives on the Ontology of Quantum Mechanics, 2019, pp. 245–266.
“Kolmogorov complexity of sequences of random numbers generated in Bell's experiments”, M. Kovalsky, A. Hnilo, M. Aguero. Phys. Rev. A 98, 042131 (2018).
“Addendum to: Kolmogorov complexity of sequences of random numbers generated in Bell’s experiments (series of outcomes)”, M.Kovalsky, A.Hnilo, M.Agüero, arxiv.org/abs/1812.05926.
“On a different expression of the classical limit of quantum mechanics” A.Hnilo, arXiv.org/abs/1808.04700.
“Extreme events and single-pulse spatial patterns observed in a self-pulsing all-solid-state laser” Carlos R. Bonazzola, Alejandro A. Hnilo, Marcelo G. Kovalsky, Jorge R. Tredicce. Phys. Rev. E 97, 032215 (2018)
“A novel time stamping data acquisition system using a digital oscilloscope for single photon counting”, M. Nonaka, M. Agüero, M. Kovalsky and A. Hnilo. 2017 XVII Workshop on Information Processing and Control (RPIC), pp. 1-4, IEEE Xplore. DOI: 10.23919/RPIC.2017.8214324 (2017).
“Searching for chaos in laser time series”, M. Nonaka, M. Agüero, C. Bonazzola, M. Kovalsky and A. Hnilo. 2017 XVII Workshop on Information Processing and Control (RPIC), pp. 1-5, IEEE Xplore. DOI: 10.23919/RPIC.2017.8214323 (2017).
“Using measured values in Bell’s inequalities entails at least one hypothesis additional to Local Realism”, A.Hnilo, Entropy 2017,19,80 doi: 103390/e19040180 (2017).
“Consequences of recent loophole-free experiments on a relaxation of measurement independence”, A. Hnilo. Phys. Rev. A 95, 022102 (2017).
“Extreme events and crises observed in an all-solid-state laser with modulation of losses”, N. Mirón Granese, A. Lacapmesure, M. Agüero, M. Kovalsky, A. Hnilo, J. Tredicce. Optics Letters 41, 3010-3012 (2016).
“Features of the extreme events observed in an all-solid-state laser with a saturable absorber”, C. Bonazzola, A. Hnilo, M. Kovalsky, and J. Tredicce, Phys. Rev. A 92, 053816 (2015).
“Medición de la evolución temporal del entrelazamiento de una fuente pulsada de pares de fotones entrelazados” M.Agüero. Anales AFA Vol. 26, No 3: 148-153 (2015).
“Software de control de movimiento de plataforma motorizada a dos ejes para el micromaquinado con láser de imágenes 2D”, M. Nonaka, M.Kovalsky, M. Agüero, A.Hnilo. Actas de las VIII Jornadas Argentinas de Robótica (ISBN-13: 978-987-1978-19-9), 2015.
“Characteristics of the extreme events observed in the Kerr-lens mode-locked Ti:sapphire laser”, A. Hnilo, M. Kovalsky, M. Agüero y J. Tredicce, Phys. Rev. A 91, 013836 (2015).
“Measuring the entanglement of photons produced by a nanosecond pulsed source”,M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky, J. Opt. Soc. Am. B 31, 3088 (2014).
“Micromaquinado con láseres sólidos de nano y femtosegundos. Comparación de resultados”, D. Rava, H. Ferrero, L. Fidalgo, M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky, Anales AFA Vol.25, No 2: 91-95 (2014).
“Imágenes 2D de alta resolución micromaquinadas con láseres de nanosegundos”, M. Nonaka, M. Agüero, D. Krygier, A. Hnilo, M. Kovalsky, A. Tourón, L. Fidalgo, P. Diodati, O. Radulovich, Anales AFA Vol.25, No 2: 88-90 (2014).
“Técnicas para caracterizar efectos térmicos en láseres de estado totalmente sólido con bombeo transversal”, M. Agüero, M. Kovalsky, A. Hnilo, Nota Técnica CITEDEF - ISSN 0325-1527 (2014).
“Generación del tercer armónico en láseres de Nd:YVO4”,M. Agüero, M. Kovalsky, A. Hnilo, Nota Técnica CITEDEF - ISSN 0325-1527 (2014).
“Pulido mecánico de obleas de silicio”, L. Fidalgo, M. Nonaka, M. Agüero, M. Kovalsky, A. Hnilo, Nota Técnica CITEDEF - ISSN 0325-1527 (2014).
“Optical rogue waves in the solid-state laser with a saturable absorber”, C. Bonazzolla, A. A. Hnilo, M. G. Kovalsky, J. Tredicce, Proceedings of Sixth " Rio de la Plata” Workshop on Laser Dynamics and Nonlinear Photonics LNDP IEEE Article number 6777416. DOI: 10.1109/LDNP.2013.6777416 (2013).
“Optical rogue waves in an all solid state laser with saturable absorber: importance of the spatial effects”, C. Bonazzolla, A. A. Hnilo, M. G. Kovalsky, J. Tredicce, Journal of Optics 15, 064004 (2013).
“Measuring polarization entanglement with a pulsed source”, M.Agüero, M.Kovalsky,A.Hnilo. Latin America Optics and Photonics Conference, Opt.Soc.Am., paper LM2A.11(2012).
“Time-resolved measurement of Bell inequalities and the coincidence loophole”, M. Agüero, A. Hnilo,M. Kovalsky, Phys. Rev. A 86, 052121 (2012).
“Measurement of Bell’s inequality with a pulsed source of biphotons”, M.Agüero, M.Kovalsky, A.Hnilo-Quantum Optics VI http://www.fing.edu.uy/if/qoptics6/merge_pdf.pdf (2012).
“Extreme events in the Ti:Sapphire laser”, M.G. Kovalsky, A.A. Hnilo, J. Tredicce, Optics Letters 36, No 22, 4449 -4451 (2011).
“Láser de estado sólido de pulsos cortos para telemetría”, A. Tourón, O. Radulovich, M. Agüero, D. Krygier, M. Kovalsky, A. Hnilo y F. Diodati. Anales AFA Vol. 23, No 1: 71-73 (2011).
“Extreme value events in self pulsing lasers”, A. A. Hnilo, M. G. Kovalsky, J. Tredicce, Proceedings of 5th Rio de la Plata” Workshop on Laser Dynamics and Nonlinear Photonics LNDP Article number 6162070 DOI: 10.1109/LDNP.2011.6162070 (2011).
“Transverse diode-pumped neodymium-dopedyttrium vanadate laser of simple design”, M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky, Opt. Engin.49, 034201(2010).
“Chaos in the pulse spacing of passive Q – switched all- solid state lasers”, M. G. Kovalsky, A. A. Hnilo, Optics Letters 30, No 20, 3498 -3500 (2010).
“Time stamping in EPRB experiments: application on the test of non-ergodic theories”, M. Agüero, A. Hnilo, M. Kovalsky, M. Larotonda, Eur. Phys. J. D 55, 705(2009) - Highlight paper.
Integrantes:
Dr. Alejandro Hnilo CV
– Asesor Científico (Ii A de RPIDFA) de CITEDEF.
– Investigador Principal de CONICET.
– Mail: ahnilo@citedef.gob.ar
Dr. Marcelo G. Kolvalsky CV
– Jefe de Proyecto (Id C1 de RIPFA) de CITEDEF
– Investigador Independiente de CONICET
– Mail: mkovalsky@citedef.gob.ar
Dra. Mónica B. Agüero CV
- Jefe de Proyecto (Id C2 de RIPFA) de CITEDEF
- Investigador Asistente de CONICET
– Mail: maguero@citedef.gob.ar
Dra. Ing. Myriam E. Nonaka
– Proyectista Ayudante (Id E1 de RPIDFA) de CITEDEF
– Mail: mnonaka@citedef.gob.ar
Lic. Juliana Bourdieu
– Técnico Principal (III F3 de RPIDFA) de CITEDEF
– Mail: jbourdieu@citedef.gob.ar
Colaboradores:
Dr. Jorge Tredicce, Université de la Nouvelle - Caledonie
Lic. Oscar Radulovich, DEILAP - CONICET
Lic. David Krygier, Laser Telemetry Lab, DEILAP - CITEDEF
Tec. Alejandro Touron, Laser Telemetry Lab, DEILAP - CITEDEF
Tec. Luis Fidalgo, DEILAP - CITEDEF
Integrantes anteriores:
Gonzalo Martinez (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2021.
Carlos Bonazzola (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 2013
Doctorado en Ciencias Físicas. (defensa de Tesis: 2018)
Hugo Ferrero (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 2017
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2015
Mariana Toscani (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2015
Andrés López (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2015
Noelia Santos (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2015
Agostina Villanueva (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2015
Nahuel Mirón (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2014
Axel Lacapmesure (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2014
David Rava (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2012
Gabriel Rodriguez (UTN, Regional Buenos Aires)
Becario PIDDEF 2011.
Jorge Alvarez (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura 2005
Cecilia Bejarano (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2004
Tomás Teitelbaum (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2004
Laura M. Sanchez (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Doctorado en Ciencias Físicas (defensa de tesis: 2003)
Mariana Zeller (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2003
Ana Luna (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura 2006
Laboratorio 6 y 7, Lic. Ciencias Físicas 2002
Leandro Acuña (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Laboratorio 6 y 7 2002
Miguel A. Larotonda (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Doctorado en Ciencias Físicas (defensa de tesis: 2002)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 1996
David Krygier (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 1999
Miguel Marioni (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 1997
Damián Fondevila (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 1997
Silvia Chuartzman (FCEyN, Universidad de Buenos Aires)
Tesis de Licenciatura en Ciencias Físicas 1995