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 pulsi dhjetëra dhe qindra femtosekonda, fuqi maksimale prej terawatësh dhe petawatësh, dhe intensiteti i tyre i dritës së fokusuar tejkalon 1018 W/cm2. Lazeri super ultra i shkurtër dhe burimi i tij i rrezatimit super të gjeneruar dhe burimi i grimcave me energji të lartë kanë një gamë të gjerë vlerash aplikimi në shumë drejtime kërkimore bazë, siç janë fizika e energjisë së lartë, fizika e grimcave, fizika e plazmës, fizika bërthamore dhe astrofizika, dhe rezultati i kërkimit shkencor mund t'i shërbejë industrive përkatëse të teknologjisë së lartë, shëndetit mjekësor, energjisë mjedisore dhe sigurisë së mbrojtjes kombëtare. Që nga shpikja e teknologjisë së amplifikimit të pulsit të çirpuar në vitin 1985, shfaqja e vatit të parë të rrahjeve në botë.lazerNë vitin 1996 dhe përfundimi i lazerit të parë në botë me 10 rrahje vat në vitin 2017, fokusi i lazerit super ultra të shkurtër në të kaluarën ka qenë kryesisht arritja e "dritës më intensive". Në vitet e fundit, studimet kanë treguar se në kushtet e ruajtjes së pulseve super lazer, nëse shpejtësia e transmetimit të pulsit të lazerit super ultra të shkurtër mund të kontrollohet, ai mund të sjellë dyfishin e rezultatit me gjysmën e përpjekjes në disa aplikime fizike, gjë që pritet të zvogëlojë shkallën e pulseve super ultra të shkurtra.pajisje lazeri, por përmirëson efektin e tij në eksperimentet e fizikës lazer me fushë të lartë.

Shtrembërimi i frontit të pulsit të lazerit ultra të fortë ultra të shkurtër
Për të marrë fuqinë maksimale nën energji të kufizuar, gjerësia e pulsit reduktohet në 20~30 femtosekonda duke zgjeruar gjerësinë e brezit të fitimit. Energjia e pulsit të lazerit ultra të shkurtër aktual prej 10 vatësh është rreth 300 xhaul, dhe pragu i ulët i dëmtimit të rrjetës së kompresorit e bën hapjen e rrezes përgjithësisht më të madhe se 300 mm. Rrezja e pulsit me gjerësi pulsi prej 20~30 femtosekondash dhe hapje prej 300 mm është e lehtë për të përballuar shtrembërimin hapësinor-kohor të çiftëzimit, veçanërisht shtrembërimin e frontit të pulsit. Figura 1 (a) tregon ndarjen hapësinore-kohore të frontit të pulsit dhe frontit të fazës të shkaktuar nga shpërndarja e rolit të rrezes, dhe e para tregon një "anim hapësinor-kohor" në krahasim me të dytin. Tjetra është "lakimi më kompleks i hapësirë-kohës" i shkaktuar nga sistemi i lenteve. FIG. 1 (b) tregon efektet e frontit ideal të pulsit, frontit të pjerrët të pulsit dhe frontit të përkulur të pulsit në shtrembërimin hapësinor-kohor të fushës së dritës në objektiv. Si rezultat, intensiteti i dritës së fokusuar zvogëlohet shumë, gjë që nuk është e favorshme për aplikimin në fushë të fortë të lazerit super ultra të shkurtër.

FIG. 1 (a) pjerrësia e frontit të pulsit të shkaktuar nga prizma dhe rrjeta, dhe (b) efekti i shtrembërimit të frontit të pulsit në fushën e dritës hapësirë-kohë në objektiv

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

FIG. 2 Pulset e dritës së dritës (a) konstante më e shpejtë se drita, (b) nëndrita konstante, (c) e përshpejtuar më e shpejtë se drita dhe (d) e ngadalësuar e nëndritës së gjeneruar nga mbivendosja janë të vendosura në qendrën gjeometrike të rajonit të mbivendosjes.

Edhe pse zbulimi i shtrembërimit të frontit 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, kjo nuk ka qenë e favorshme për realizimin e qëllimit kryesor të lazerit super ultra të shkurtër - intensiteti ultra i lartë i dritës me fokus, dhe studiuesit kanë punuar për të shtypur ose eliminuar shtrembërime të ndryshme të frontit të pulsit. Sot, kur "shtrembërimi i frontit të pulsit" është zhvilluar në "kontroll të frontit të pulsit", është arritur rregullimi i shpejtësisë së transmetimit të lazerit super ultra të shkurtër, duke ofruar mjete dhe mundësi të reja për zbatimin e lazerit super ultra të shkurtër në fizikën e lazerit me fushë të lartë.