Um supercontínuo é um fenômeno óptico não linear que corresponde a um alargamento muito pronunciado do espectro de uma onda eletromagnética . Normalmente, podemos criar um supercontínuo direcionando um feixe de laser em um material não linear: os efeitos não lineares ampliam o espectro do feixe inicial à medida que ele passa pelo material.
As primeiras gerações de supercontínuo ocorreram em 1970 em materiais massivos, usando lasers pulsados. Na verdade, a exploração de efeitos não lineares exigia mais energia do que poderia fornecer lasers contínuos. O uso de pulsos mais curtos, ao aumentar a potência de pico disponível, possibilitou a criação de mais comprimentos de onda. Embora notáveis alargamentos espectrais tenham sido observados já em 1963, o experimento de Alfano e Shapiro em 1970 criou um espectro dez vezes mais amplo: pulsos de picossegundos (da ordem de 10 -12 s) de 5 m J a 530 nanômetros propagando-se em um vidro BK7 (a borossilicato) cria um espectro branco, cobrindo tudo o que é visível. O próprio termo “supercontínuo” não apareceu até 1984.
Desde então, outras mídias foram testadas: no final dos anos 1970 e 1980 , muitos experimentos em fibras ópticas, o primeiro sendo o de Lin e Stolen em 1976: usando pulsos de picossegundo no visível com potências de pico da ordem de um quilowatt, laser de corante, eles obtiveram um supercontínuo medindo 200 THz em comprimentos de onda maiores que os da bomba.
O advento das fibras de cristal fotônico na década de 1990 gerou um grande interesse, devido às suas propriedades de confinamento aumentadas e a capacidade de adaptar seu design para fornecer uma determinada dispersão. Além disso, a não linearidade mais forte das fibras torna possível obter efeitos não lineares interessantes para uma potência de pulso de pico muito menor, ou mesmo para feixes contínuos. O aumento das propriedades não lineares desse tipo de fibra, já previsto teoricamente, foi observado experimentalmente em 2000, quando Ranka et al. injetou pulsos de 100 fs para uma energia de alguns nanojoules a 770 nm em 75 cm de uma fibra de cristal fotônico projetada para que sua dispersão desaparecesse por volta de 770 nm. Eles obtiveram um supercontínuo estendendo-se de 400 a 1500 nm.
O desenvolvimento de um supercontínuo é o resultado de interações complexas entre vários efeitos físicos, incluindo:
A pesquisa neste campo tem muitas aplicações: além da fabricação de lasers brancos, que podem ser usados em particular para multiplexação de comprimento de onda no campo das telecomunicações, supercontinuums são usados em espectroscopia , compressão de pulso, tomografia e, mais recentemente, em metrologia . Eles levou ao desenvolvimento de uma nova geração de relógios ópticos usando pentes de frequência, com uma precisão superior a 10 -15 .