Mainiet īpaši spēcīga ultraīsā lāzera impulsa ātrumu

Mainiet pulsa ātrumuīpaši spēcīgs ultraīss lāzers

Īpaši īpaši īsi lāzeri parasti attiecas uz lāzera impulsiem, kuru impulsu platums ir desmitiem un simtiem femtosekundes, maksimālā jauda ir teravavati un petavati, un to fokusētās gaismas intensitāte pārsniedz 1018 W/cm2. Īpaši īsam lāzeram un tā radītajam superstarojuma avotam un lielas enerģijas daļiņu avotam ir plašs pielietojuma vērtību diapazons daudzos fundamentālo pētījumu virzienos, piemēram, augstas enerģijas fizikā, daļiņu fizikā, plazmas fizikā, kodolfizikā un astrofizikā, kā arī zinātniskā iznākumā. pētījumu rezultāti var kalpot attiecīgajām augsto tehnoloģiju nozarēm, medicīnas veselībai, vides enerģētikai un valsts aizsardzības drošībai. Kopš čirkstošā impulsa pastiprināšanas tehnoloģijas izgudrošanas 1985. gadā pasaulē ir parādījusies pirmā ritma vats.lāzers1996. gadā un pasaulē pirmā 10 vatu lāzera izveides pabeigšana 2017. gadā, īpaši īss lāzers pagātnē galvenokārt bija vērsts uz “intensīvākās gaismas” panākšanu. Pēdējos gados pētījumi ir parādījuši, ka superlāzera impulsu uzturēšanas apstākļos, ja var kontrolēt īpaši īsa lāzera impulsu pārraides ātrumu, dažos fiziskajos lietojumos tas var dot divreiz lielāku rezultātu ar uz pusi mazāku piepūli, kas ir sagaidāms. lai samazinātu super ultra-short mērogulāzera ierīces, bet uzlabo tā iedarbību augsta lauka lāzerfizikas eksperimentos.

Īpaši spēcīga ultraīsā lāzera impulsa priekšējās daļas kropļojumi
Lai iegūtu maksimālo jaudu ierobežotā enerģijā, impulsa platums tiek samazināts līdz 20–30 femtosekundēm, palielinot pastiprinājuma joslas platumu. Pašreizējā 10 knābja vatu ultraīsā lāzera impulsa enerģija ir aptuveni 300 džouli, un kompresora režģa zemais bojājuma slieksnis padara staru kūļa apertūru parasti lielāku par 300 mm. Impulsa stars ar 20–30 femtosekundes impulsa platumu un 300 mm atvērumu ir viegli pārnēsājams spatiotemporal savienojuma kropļojumus, īpaši impulsa priekšējās daļas kropļojumus. Attēlā 1 (a) parādīta impulsa frontes un fāzes frontes telpiskā un laika atdalīšana, ko izraisa staru kūļa lomas izkliede, un pirmais parāda “telpisko un laika slīpumu” attiecībā pret otro. Otrs ir sarežģītāks "telpas laika izliekums", ko izraisa lēcu sistēma. Zīm. 1 (b) parāda ideālas impulsa frontes, slīpas impulsa frontes un saliektas impulsa frontes ietekmi uz mērķa gaismas lauka telpisko un laika kropļojumu. Rezultātā fokusētās gaismas intensitāte ir ievērojami samazināta, kas neveicina īpaši īsa lāzera spēcīgu lauka pielietojumu.

Zīm. 1 a) impulsa frontes slīpums, ko izraisa prizma un režģis, un b) impulsa frontes izkropļojuma ietekme uz telpas-laika gaismas lauku uz mērķi.

Īpaši spēcīga impulsa ātruma kontroleultraīss lāzers
Pašlaik Besela stari, kas ražoti ar plakanu viļņu konisku superpozīciju, ir parādījuši pielietojuma vērtību augsta lauka lāzera fizikā. Ja koniski uzklātam impulsa staram ir asimetrisks impulsa frontes sadalījums, tad ģenerētās rentgena viļņu paketes ģeometriskā centra intensitāte, kā parādīts 2. attēlā, var būt nemainīga superlumināla, konstanta sublumināla, paātrināta superlumināla un palēnināta sublumināla. Pat deformējama spoguļa un fāzes tipa telpiskā gaismas modulatora kombinācija var radīt patvaļīgu impulsa priekšpuses telpisko un laika formu un pēc tam radīt patvaļīgi kontrolējamu pārraides ātrumu. Iepriekš minētais fiziskais efekts un tā modulācijas tehnoloģija var pārveidot impulsa frontes “izkropļojumu” impulsa frontes “vadībā” un pēc tam realizēt mērķi modulēt īpaši spēcīga ultraīsa lāzera pārraides ātrumu.

Zīm. 2 Superpozīcijas ģenerētie (a) konstante, ātrāka par gaismu, (b) konstanta zemgaisma, (c) paātrināta ātrāka par gaismu un (d) palēnināta gaismas impulsi, ko rada superpozīcija, atrodas superpozīcijas apgabala ģeometriskajā centrā.

Lai gan impulsa frontes kropļojumu atklāšana notiek agrāk nekā īpaši īss lāzers, tas ir bijis plaši saistīts ar īpaši īsa lāzera izstrādi. Ilgu laiku tas neveicina īpaši īsa lāzera galvenā mērķa – īpaši augstas fokusēšanas gaismas intensitātes – realizāciju, un pētnieki ir strādājuši, lai nomāktu vai novērstu dažādus impulsa frontes kropļojumus. Mūsdienās, kad “impulsa frontes kropļojums” ir pārtapis par “impulsa frontes vadību”, tas ir panācis super ultraīsā lāzera pārraides ātruma regulēšanu, nodrošinot jaunus līdzekļus un jaunas iespējas īpaši īsa lāzera pielietošanai. augsta lauka lāzerfizika.