Noyobultra tez lazerikkinchi qism
Dispersiya va impulsning tarqalishi: Guruhni kechiktirish dispersiyasi
Ultrafast lazerlardan foydalanishda duch keladigan eng qiyin texnik muammolardan biri bu lazer tomonidan chiqarilgan ultra qisqa impulslarning davomiyligini saqlab qolishdir.lazer. Ultrafast impulslar vaqt buzilishiga juda sezgir, bu esa pulslarni uzoqroq qiladi. Bu ta'sir kuchayib boradi, chunki dastlabki pulsning davomiyligi qisqaradi. Ultrafast lazerlar 50 soniya davom etadigan impulslar chiqarishi mumkin bo'lsa-da, ular pulsni maqsadli joyga etkazish uchun ko'zgu va linzalar yordamida o'z vaqtida kuchaytirilishi yoki hatto pulsni havo orqali uzatishi mumkin.
Bu vaqt buzilishi ikkinchi tartibli dispersiya deb ham ataladigan guruh kechiktirilgan dispersiya (GDD) deb ataladigan o'lchov yordamida aniqlanadi. Darhaqiqat, ultrafart-lazer pulslarining vaqt taqsimotiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan yuqori tartibli dispersiya shartlari ham mavjud, ammo amalda odatda GDD ta'sirini tekshirish kifoya. GDD - bu ma'lum bir materialning qalinligi bilan chiziqli proportsional bo'lgan chastotaga bog'liq qiymat. Ob'ektiv, oyna va ob'ektiv komponentlar kabi uzatish optikasi odatda ijobiy GDD qiymatlariga ega, bu esa bir marta siqilgan impulslar uzatish optikasiga chiqaradigan impulslardan ko'ra ko'proq vaqtni berishi mumkinligini ko'rsatadi.lazer tizimlari. Pastroq chastotali komponentlar (ya'ni, uzunroq to'lqin uzunliklari) yuqori chastotali komponentlarga (ya'ni, to'lqin uzunliklari qisqaroq) qaraganda tezroq tarqaladi. Puls tobora ko'proq materiyadan o'tib ketganda, pulsdagi to'lqin uzunligi vaqt o'tishi bilan yanada kengayib boradi. Pulsning qisqaroq davomiyligi va shuning uchun kengroq tarmoqli kengligi uchun bu ta'sir yanada oshirib yuboriladi va impuls vaqtining sezilarli darajada buzilishiga olib kelishi mumkin.
Ultra tezkor lazer ilovalari
spektroskopiya
O'ta tezkor lazer manbalari paydo bo'lganidan beri spektroskopiya ularning asosiy qo'llanilishi sohalaridan biri bo'lib kelgan. Pulsning davomiyligini femtosekundlarga yoki hatto attosekundlarga qisqartirish orqali fizika, kimyo va biologiyada tarixan kuzatish imkonsiz bo'lgan dinamik jarayonlarga erishish mumkin. Asosiy jarayonlardan biri atom harakatidir va atom harakatini kuzatish fotosintetik oqsillarda molekulyar tebranish, molekulyar dissotsilanish va energiya almashinuvi kabi fundamental jarayonlarni ilmiy tushunishni yaxshiladi.
bioimaging
Yuqori quvvatli ultratez lazerlar chiziqli bo'lmagan jarayonlarni qo'llab-quvvatlaydi va ko'p fotonli mikroskop kabi biologik tasvirlar uchun ruxsatni yaxshilaydi. Ko'p fotonli tizimda biologik muhit yoki lyuminestsent nishondan chiziqli bo'lmagan signal hosil qilish uchun ikkita foton fazoda va vaqt ichida bir-biriga mos kelishi kerak. Ushbu chiziqli bo'lmagan mexanizm bitta fotonli jarayonlarni o'rganishga xalaqit beradigan fon floresansi signallarini sezilarli darajada kamaytirish orqali tasvirning aniqligini yaxshilaydi. Signalning soddalashtirilgan foni tasvirlangan. Multifotonli mikroskopning kichikroq qo'zg'alish hududi ham fototoksiklikni oldini oladi va namunaga zarar yetkazishni kamaytiradi.
1-rasm: Ko'p fotonli mikroskop tajribasida nur yo'lining namunaviy diagrammasi
Materiallarni lazer bilan qayta ishlash
Ultra tezkor lazer manbalari, shuningdek, ultraqisqa impulslarning materiallar bilan o'zaro ta'sirining noyob usuli tufayli lazerli mikro ishlov berish va materiallarni qayta ishlashda inqilob qildi. Yuqorida aytib o'tilganidek, LDT haqida gapirganda, ultratez pulsning davomiyligi materialning panjarasiga issiqlik tarqalishining vaqt shkalasidan tezroq. Ultrafast lazerlar issiqlik ta'sir qiladigan zonaga qaraganda ancha kichikroq bo'ladinanosoniyali impulsli lazerlar, natijada kesma yo'qotishlari kamroq va aniqroq ishlov beriladi. Ushbu tamoyil tibbiy ilovalar uchun ham amal qiladi, bu erda ultrafart-lazer bilan kesishning yuqori aniqligi atrofdagi to'qimalarning shikastlanishini kamaytirishga yordam beradi va lazer operatsiyasi paytida bemorning tajribasini yaxshilaydi.
Attosekund impulslari: ultratezkor lazerlarning kelajagi
Tadqiqotlar ultra tezkor lazerlarni ilgari surishda davom etar ekan, qisqaroq impuls davomiyligiga ega yangi va takomillashtirilgan yorug'lik manbalari ishlab chiqilmoqda. Tezroq jismoniy jarayonlarni tushunish uchun ko'plab tadqiqotchilar attosekund impulslarini yaratishga e'tibor berishadi - ekstremal ultrabinafsha (XUV) to'lqin uzunligi diapazonida taxminan 10-18 s. Attosekund impulslari elektronlar harakatini kuzatish imkonini beradi va elektron struktura va kvant mexanikasi haqidagi tushunchamizni yaxshilaydi. XUV attosekund lazerlarining sanoat jarayonlariga integratsiyasi hali sezilarli muvaffaqiyatlarga erishmagan bo'lsa-da, bu sohada davom etayotgan tadqiqotlar va yutuqlar femtosekund va pikosekundlarda bo'lgani kabi, bu texnologiyani laboratoriyadan tashqariga chiqarib, ishlab chiqarishga olib keladi.lazer manbalari.
Yuborilgan vaqt: 25-iyun-2024