Muuta pulssin nopeuttaerittäin vahva ultralyhyt laser
Super-ultralyhyillä lasereilla tarkoitetaan yleensä laserpulsseja, joiden pulssin leveydet ovat kymmeniä ja satoja femtosekunteja, huipputeho terawattia ja petawattia ja joiden fokusoitu valon intensiteetti ylittää 1018 W/cm2. Super-ultralyhyellä laserilla ja sen tuottamalla supersäteilylähteellä ja korkean energian hiukkaslähteellä on laaja sovellusarvo monilla perustutkimuksen aloilla, kuten korkean energian fysiikassa, hiukkasfysiikassa, plasmafysiikassa, ydinfysiikassa ja astrofysiikassa sekä tieteellisten tutkimusten tuotoksissa. tutkimustulokset voivat sitten palvella asianomaisia korkean teknologian toimialoja, lääketieteellistä terveyttä, ympäristöenergiaa ja kansallista puolustusturvallisuutta. Siitä lähtien kun sirkutettu pulssivahvistustekniikka keksittiin vuonna 1985, maailman ensimmäinen beat watt ilmestyilaserVuonna 1996 ja maailman ensimmäisen 10 watin laserin valmistuttua vuonna 2017 super-ultralyhyen laserin painopiste on aiemmin ollut pääasiassa "voimakkaimman valon" saavuttamisessa. Viime vuosina tutkimukset ovat osoittaneet, että superlaserpulssien ylläpidon edellytyksenä on, että jos super-ultralyhyen laserin pulssin siirtonopeutta voidaan hallita, se voi joissain fyysisissä sovelluksissa tuottaa kaksinkertaisen tuloksen puolella vaivalla, mikä on odotettavissa. vähentää mittakaavassa super ultra-lyhytlaserlaitteet, mutta parantaa sen vaikutusta korkean kentän laserfysiikan kokeissa.
Ultravahvan ultralyhyen laserin pulssin etuosan vääristymä
Huipputehon saavuttamiseksi rajoitetulla energialla pulssin leveys pienennetään 20-30 femtosekuntiin suurentamalla vahvistuskaistanleveyttä. Nykyisen 10 nokkawatin ultralyhyen laserin pulssienergia on noin 300 joulea, ja kompressorihilan matala vauriokynnys tekee säteen aukosta yleensä yli 300 mm. Pulssisäde 20-30 femtosekunnin pulssinleveydellä ja 300 mm:n aukolla kantaa helposti spatiotemporaalisen kytkennän vääristymän, erityisesti pulssin rintaman vääristymän. Kuvassa 1 (a) on esitetty pulssirintaman ja vaiherintaman spatio-ajallinen erottelu, joka johtuu säteen roolidispersion aiheuttamasta, ja edellinen esittää "tila-ajallista kallistusta" suhteessa jälkimmäiseen. Toinen on linssijärjestelmän aiheuttama monimutkaisempi "avaruuden kaarevuus". KUVA. Kuva 1 (b) esittää ideaalisen pulssin eturintaman, kalteva pulssin eturintaman ja taivutetun pulssin etupuolen vaikutukset kohteen valokentän tila-ajalliseen vääristymiseen. Tämän seurauksena fokusoidun valon intensiteetti pienenee huomattavasti, mikä ei edistä super-ultralyhyen laserin voimakasta kenttäsovellusta.
KUVA. 1 (a) prisman ja hilan aiheuttama pulssirintaman kallistus ja (b) pulssirintaman vääristymän vaikutus avaruus-aika-valokenttään kohteessa
Erittäin vahva pulssinopeuden säätöultralyhyt laser
Tällä hetkellä tasoaaltojen kartiomaisella superpositiolla tuotetut Besselin säteet ovat osoittaneet käyttöarvoa korkeakentän laserfysiikassa. Jos kartiomaisesti päällekkäisellä pulssisäteellä on akselisymmetrinen pulssin etujakauma, niin generoidun röntgenaaltopaketin geometrinen keskustan intensiteetti, kuten kuvassa 2 on esitetty, voi olla vakio superluminaalinen, vakio subluminaalinen, kiihdytetty superluminaalinen ja hidastettu subluminaalinen. Jopa muotoutuvan peilin ja vaihetyypin spatiaalisen valomodulaattorin yhdistelmä voi tuottaa mielivaltaisen tila-ajallisen muodon pulssirintamalla ja sitten mielivaltaisen säädettävän lähetysnopeuden. Yllä oleva fyysinen vaikutus ja sen modulaatiotekniikka voivat muuttaa pulssin etuosan "säröä" pulssin rintaman "ohjaukseksi" ja sitten toteuttaa tarkoituksen moduloida ultravahvan ultralyhyen laserin siirtonopeutta.
KUVA. 2 Superpositiolla generoidut (a) vakiona valoa nopeammat valopulssit, (b) jatkuva alivalo, (c) kiihdytetty valoa nopeammin ja (d) hidastuneet alivalon valopulssit sijaitsevat superpositioalueen geometrisessa keskustassa.
Vaikka pulssin etuvääristymän löytö on aikaisempi kuin super-ultra-lyhyen laserin, se on ollut laajalti huolissaan super-ultralyhyen laserin kehittämisen kanssa. Se ei ole pitkään aikaan edistänyt super-ultralyhyen laserin ydintavoitteen – erittäin korkean tarkennusvalon intensiteetin – toteutumista, ja tutkijat ovat työskennelleet erilaisten pulssirintaman vääristymien vaimentamiseksi tai poistamiseksi. Nykyään, kun "pulssirintaman vääristymä" on kehittynyt "pulssin etuohjaukseksi", se on saavuttanut super-ultralyhyen laserin siirtonopeuden säätelyn, mikä tarjoaa uusia keinoja ja uusia mahdollisuuksia erittäin ultralyhyen laserin soveltamiseen. korkean kentän laserfysiikka.
Postitusaika: 13.5.2024