Ndryshoni shpejtësinë e pulsit të lazerit ultra të shkurtër super të fortë

Ndryshoni shpejtësinë e pulsit tëlazer ultra i shkurtër super i fortë

Lazerët super ultra të shkurtër në përgjithësi i referohen pulseve lazer me gjerësi impulsi prej dhjetëra e qindra femtosekonda, fuqia maksimale e teravat dhe petavat dhe intensiteti i tyre i fokusuar i dritës kalon 1018 W/cm2. Lazeri super ultra i shkurtër dhe burimi i tij i gjeneruar i super rrezatimit dhe burimi i grimcave me energji të lartë kanë një gamë të gjerë vlerash aplikimi në shumë drejtime bazë kërkimore si fizika e energjisë së lartë, fizika e grimcave, fizika e plazmës, fizika bërthamore dhe astrofizika, dhe rezultatet e shkencës. rezultatet e kërkimit mund t'i shërbejnë më pas industrive përkatëse të teknologjisë së lartë, shëndetit mjekësor, energjisë mjedisore dhe sigurisë kombëtare të mbrojtjes. Që nga shpikja e teknologjisë së amplifikimit të pulsit të cicëruar në 1985, shfaqja e vatrave të parë në botëlazernë vitin 1996 dhe përfundimi i lazerit të parë në botë me 10 rrahje në 2017, fokusi i lazerit super ultra të shkurtër në të kaluarën ka qenë kryesisht arritja e "dritës më intensive". Vitet e fundit, studimet kanë treguar se në kushtet e mbajtjes së pulseve super lazer, nëse shpejtësia e transmetimit të pulsit të lazerit super ultra-shkurtër mund të kontrollohet, mund të sjellë dyfishin e rezultatit me gjysmën e përpjekjes në disa aplikime fizike, që pritet. për të reduktuar shkallën e super ultra-shkurtërpajisje lazer, por përmirëson efektin e tij në eksperimentet e fizikës me lazer me fushë të lartë.

Shtrembërim i pjesës së përparme të pulsit të lazerit ultra të shkurtër ultra të fortë
Për të marrë fuqinë maksimale me energji të kufizuar, gjerësia e pulsit zvogëlohet në 20 ~ 30 femtosekonda duke zgjeruar gjerësinë e brezit të fitimit. Energjia e pulsit të lazerit ultra të shkurtër aktual 10 sqep-vat është rreth 300 xhaul 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 femtosekondë dhe hapje 300 mm është e lehtë për të bartur shtrembërimin e bashkimit hapësinor-kohor, veçanërisht shtrembërimin e pjesës së përparme të pulsit. Figura 1 (a) tregon ndarjen hapësinore-kohore të pjesës së përparme të pulsit dhe frontit fazor të shkaktuar nga shpërndarja e rolit të rrezes, dhe e para tregon një "anim hapësinor-kohor" në lidhje me këtë të fundit. Tjetra është "lakimi i hapësirë-kohës" më kompleks i shkaktuar nga sistemi i lenteve. FIG. 1 (b) tregon efektet e pjesës së përparme të pulsit ideal, ballit të pulsit të prirur dhe ballit të pulsit të përkulur në shtrembërimin hapësinor-kohor të fushës së dritës në objektiv. Si rezultat, intensiteti i fokusuar i dritës zvogëlohet shumë, gjë që nuk është e favorshme për aplikimin e fortë në terren të lazerit super ultra të shkurtër.

FIG. 1 (a) pjerrësia e pjesës së përparme të pulsit të shkaktuar nga prizmi dhe grila, dhe (b) efekti i shtrembërimit të pjesës së përparme të pulsit në fushën e dritës hapësirë-kohore në objektiv

Kontrolli i shpejtësisë së pulsit ultra të fortëlazer ultrashort
Aktualisht, rrezet Bessel të prodhuara nga mbivendosja konike e valëve të rrafshët kanë treguar vlerë aplikimi në fizikën lazer me fushë të lartë. Nëse një rreze pulsuese e mbivendosur në mënyrë konike ka një shpërndarje të përparme pulsi simetrike, atëherë intensiteti i qendrës gjeometrike të paketës së gjeneruar të valëve me rreze X, siç tregohet në figurën 2, mund të jetë superluminal konstant, nënluminal konstant, superluminal i përshpejtuar dhe nënluminal i ngadalësuar. Edhe kombinimi i pasqyrës së deformueshme dhe modulatorit hapësinor të dritës së tipit fazor mund të prodhojë formë arbitrare hapësinore-kohore të pjesës së përparme të pulsit, dhe më pas të prodhojë shpejtësi arbitrare të kontrollueshme të transmetimit. Efekti fizik i mësipërm dhe teknologjia e tij e modulimit mund të transformojnë "shtrembërimin" e pjesës së përparme të pulsit në "kontroll" të pjesës së përparme të pulsit dhe më pas të realizojnë qëllimin e modulimit të shpejtësisë së transmetimit të lazerit ultra të fortë ultra të shkurtër.

FIG. 2 (a) konstante më shpejt se drita, (b) nëndritë konstante, (c) e përshpejtuar më shpejt se drita, dhe (d) pulset e dritës së ngadalësuar të dritës të krijuara nga mbivendosja ndodhen në qendrën gjeometrike të rajonit të mbivendosjes

Megjithëse zbulimi i shtrembërimit të përparmë të pulsit është më i hershëm se lazeri super ultra i shkurtër, ai ka qenë gjerësisht i shqetësuar së bashku me zhvillimin e lazerit super ultra të shkurtër. Për një kohë të gjatë, ai nuk është i favorshëm për realizimin e qëllimit kryesor të lazerit super ultra të shkurtër - intensiteti i dritës me fokus ultra të lartë, dhe studiuesit kanë punuar për të shtypur ose eliminuar shtrembërimet e ndryshme të pulsit të përparmë. Sot, kur “shtrembërimi i përparmë i pulsit” është zhvilluar në “kontroll të përparmë të pulsit”, ka arritur rregullimin e shpejtësisë së transmetimit të lazerit super ultra të shkurtër, duke ofruar mjete të reja dhe mundësi të reja për aplikimin e lazerit super ultra të shkurtër në fizika lazer me fushë të lartë.