Ndryshoni shpejtësinë e pulsit të lazerit ultrashort super të fortë

Ndryshoni shpejtësinë e pulsit tëlazer ultrashort super i fortë

Lazerët super ultra të shkurtër në përgjithësi i referohen pulseve lazer me gjerësi pulsi prej dhjetëra dhe qindra femtosekonda, fuqia kulmore e terawatts dhe petawatts, dhe intensiteti i tyre i përqendruar i dritës tejkalon 1018 w/cm2. Laser super ultra-shkurt dhe burimi i tij i gjeneruar i rrezatimit super dhe burimi i grimcave të energjisë së lartë kanë një gamë të gjerë të vlerës së aplikimit në shumë drejtime themelore të hulumtimit, siç janë fizika e energjisë së lartë, fizika e grimcave, fizika plazmatike, fizika bërthamore dhe astrofizika, dhe prodhimi i rezultateve të kërkimit shkencor mund të shërbejë më pas industritë përkatëse të teknologjisë së lartë, shëndetin mjekësor, sigurinë e energjisë dhe mbrojtjen kombëtare. Që nga shpikja e teknologjisë së amplifikimit të pulsit të Chirped në 1985, shfaqja e rrahjes së parë të botës WattlazerNë vitin 1996 dhe përfundimi i lazerit të parë me 10 rrahje në botë në 2017, fokusi i lazerit super ultra të shkurtër në të kaluarën ka qenë kryesisht për të arritur "dritën më intensive". Vitet e fundit, studimet kanë treguar që nën gjendjen e mirëmbajtjes së pulseve super lazer, nëse shpejtësia e transmetimit të pulsit të lazerit super ultra-shkurt mund të kontrollohet, mund të sjellë dy herë rezultatin me gjysmën e përpjekjeve në disa aplikime fizike, e cila pritet të zvogëlojë shkallën e super ultra-shortpajisje lazer, por përmirësoni efektin e tij në eksperimentet e fizikës lazer në fushë të lartë.

Shtrembërimi i pulsit përpara të lazerit ultrashort ultra të fortë
Për të marrë fuqinë e pikut nën energji të kufizuar, gjerësia e pulsit zvogëlohet në 20 ~ 30 femtoseconds duke zgjeruar gjerësinë e brezit. Energjia e pulsit të lazerit ultra-shkurt aktual 10-beak-wat është rreth 300 joules, dhe pragu i ulët i dëmtimit të grilës së kompresorit e bën hapjen e rrezes në përgjithësi më të madhe se 300 mm. Rrezja e pulsit me gjerësi pulsi 20 ~ 30 femtosecond dhe hapje 300 mm është e lehtë për të kryer shtrembërimin e bashkimit spatiotemporal, veçanërisht shtrembërimin e frontit të pulsit. Figura 1 (a) tregon ndarjen hapësinore-kohore të pjesës së përparme të pulsit dhe pjesën e përparme të fazës të shkaktuar nga shpërndarja e rolit të rrezes, dhe i pari tregon një "pjerrësi hapësinore-kohore" në lidhje me këtë të fundit. Tjetri është "lakimi më i ndërlikuar i hapësirës-kohën" të shkaktuar nga sistemi i lenteve. Fig. 1 (b) tregon efektet e përparme ideale të pulsit, përpara pulsit të prirur dhe përpara pulsit të përkulur në shtrembërimin hapësinor-kohor të fushës së dritës në objektiv. Si rezultat, intensiteti i përqendruar i dritës është zvogëluar shumë, i cili nuk është i favorshëm për aplikimin e fortë në terren të lazerit super ultra të shkurtër.

Fig. 1 (a) pjerrësia e frontit të pulsit të shkaktuar nga prizmi dhe grija, dhe (b) efekti i shtrembërimit të frontit të pulsit në fushën e dritës në kohë hapësinore në shënjestër

Kontrolli i shpejtësisë së pulsit të ultra të fortëlazer ultrashort
Aktualisht, rrezet e Bessel të prodhuara nga superpozimi konik i valëve të aeroplanit kanë treguar vlerën e aplikimit në fizikën lazer të fushës së lartë. Nëse një rreze pulsuese e mbivendosur konikisht ka një shpërndarje të përparme të pulsit aksimetrik, atëherë intensiteti i qendrës gjeometrike të paketës së gjeneruar të valës me rreze X siç tregohet në figurën 2 mund të jetë konstante superluminale, konstante subluminale, e përshpejtuar superluminale, dhe subluminal i devoluar. Edhe kombinimi i modulatorit të dritës hapësinore të pasqyrave të deformueshme dhe të tipit fazor mund të prodhojë formë arbitrare hapësinore-kohore të frontit të pulsit, dhe pastaj të prodhojë shpejtësi arbitrare të kontrollueshme të transmetimit. Efekti fizik i mësipërm dhe teknologjia e tij e modulimit mund të shndërrojnë "shtrembërimin" e frontit të pulsit në "kontrollin" e frontit të pulsit, dhe pastaj të realizojnë qëllimin e modulimit të shpejtësisë së transmetimit të lazerit ultra të fortë ultra të shkurtër.

Fig. 2 (a) konstante më e shpejtë se drita, (b) Sublight konstante, (c) përshpejtuar më shpejt se drita, dhe (d) pulset e dritës së ngopur

Megjithëse zbulimi i shtrembërimit të përparëm të pulsit është më i hershëm se lazeri super ultra-shkurt, ai është shqetësuar gjerësisht së bashku me zhvillimin e lazerit super ultra-shkurt. Për një kohë të gjatë, nuk është e favorshme për realizimin e qëllimit thelbësor të lazerit super ultra të shkurtër-intensiteti i dritës me përqendrim ultra të lartë, dhe studiuesit kanë punuar për të shtypur ose eleminuar shtrembërimin e ndryshëm të pulsit të përparme. Sot, kur "shtrembërimi i përparëm i pulsit" është zhvilluar në "kontrollin e përparme të pulsit", ajo ka arritur rregullimin e shpejtësisë së transmetimit të lazerit super ultra-shkurt, duke siguruar mjete të reja dhe mundësi të reja për aplikimin e lazerit super ultra të shkurtër në fizikën e lazerit në fushë të lartë.