Noyobultra tezkor lazerikkinchi qism
Dispersiya va impulslarning tarqalishi: Guruh kechikishining tarqalishi
Ultra tezkor lazerlardan foydalanishda duch keladigan eng qiyin texnik muammolardan biri bu dastlab chiqaradigan ultra qisqa impulslarning davomiyligini saqlab qolishdir.lazerUltra tez impulslar vaqt buzilishiga juda moyil bo'lib, bu impulslarni uzoqroq qiladi. Bu ta'sir dastlabki impulsning davomiyligi qisqargan sari kuchayadi. Ultra tez lazerlar 50 soniya davomiylikdagi impulslarni chiqarishi mumkin bo'lsa-da, ularni ko'zgular va linzalar yordamida impulsni maqsadli joyga uzatish yoki hatto shunchaki impulsni havo orqali uzatish orqali vaqt o'tishi bilan kuchaytirish mumkin.
Bu vaqt buzilishi guruh kechiktirilgan dispersiyasi (GDD) deb ataladigan o'lchov yordamida aniqlanadi, bu ikkinchi darajali dispersiya deb ham ataladi. Aslida, ultrafart lazer impulslarining vaqt taqsimotiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan yuqori darajadagi dispersiya atamalari ham mavjud, ammo amalda odatda GDD ta'sirini o'rganish kifoya. GDD - bu ma'lum bir materialning qalinligiga chiziqli proportsional bo'lgan chastotaga bog'liq qiymat. Linza, oyna va obyektiv komponentlari kabi uzatish optikasi odatda musbat GDD qiymatlariga ega, bu shuni ko'rsatadiki, siqilgandan so'ng impulslar uzatish optikasiga chiqaradiganlarga qaraganda uzoqroq impuls davomiyligini berishi mumkin.lazer tizimlariPastroq chastotali komponentlar (ya'ni uzunroq to'lqin uzunliklari) yuqori chastotali komponentlarga (ya'ni qisqaroq to'lqin uzunliklari) qaraganda tezroq tarqaladi. Impuls tobora ko'proq materiyadan o'tishi bilan, impulsdagi to'lqin uzunligi vaqt o'tishi bilan tobora kengayib boraveradi. Qisqaroq impuls davomiyligi va shuning uchun kengroq o'tkazish qobiliyati uchun bu ta'sir yanada bo'rttirib ko'rsatiladi va impuls vaqtining sezilarli darajada buzilishiga olib kelishi mumkin.
Ultra tezkor lazer qo'llanmalari
spektroskopiya
Ultratez lazer manbalari paydo bo'lganidan beri spektroskopiya ularning asosiy qo'llanilish sohalaridan biri bo'lib kelgan. Impuls davomiyligini femtosekundlarga yoki hatto attosekundlarga qisqartirish orqali fizika, kimyo va biologiyada tarixan kuzatish imkonsiz bo'lgan dinamik jarayonlarga endi erishish mumkin. Asosiy jarayonlardan biri atom harakatidir va atom harakatini kuzatish fotosintetik oqsillarda molekulyar tebranish, molekulyar dissotsiatsiya va energiya uzatish kabi fundamental jarayonlarni ilmiy tushunishni yaxshiladi.
biotasvirlash
Eng yuqori quvvatli ultra tezkor lazerlar chiziqli bo'lmagan jarayonlarni qo'llab-quvvatlaydi va ko'p fotonli mikroskopiya kabi biologik tasvirlash uchun aniqlikni oshiradi. Ko'p fotonli tizimda biologik muhit yoki lyuminestsent nishondan chiziqli bo'lmagan signalni yaratish uchun ikkita foton fazoda va vaqtda bir-birining ustiga chiqishi kerak. Ushbu chiziqli bo'lmagan mexanizm bitta fotonli jarayonlarni o'rganishda qiyinchilik tug'diradigan fon lyuminestsent signallarini sezilarli darajada kamaytirish orqali tasvirlash aniqligini yaxshilaydi. Soddalashtirilgan signal foni ko'rsatilgan. Ko'p fotonli mikroskopning kichikroq qo'zg'alish sohasi fototoksiklikning oldini oladi va namunaga yetkazilgan zararni minimallashtiradi.
1-rasm: Ko'p fotonli mikroskop tajribasida nur yo'lining namunaviy diagrammasi
Lazerli materiallarni qayta ishlash
Ultra tez lazer manbalari, shuningdek, ultra qisqa impulslarning materiallar bilan o'zaro ta'sir qilishining noyob usuli tufayli lazer mikromexanikatsiyasi va materiallarni qayta ishlashda inqilob qildi. Avval aytib o'tilganidek, LDT haqida gap ketganda, ultra tez impuls davomiyligi material panjarasiga issiqlik tarqalishining vaqt shkalasidan tezroq. Ultra tez lazerlar issiqlik ta'sir qiladigan zonaga qaraganda ancha kichikroq hosil qiladi.nanosekundli impulsli lazerlar, natijada kesma yo'qotishlari kamayadi va aniqroq ishlov beriladi. Ushbu tamoyil tibbiy qo'llanmalarga ham tegishli bo'lib, bu yerda ultrafart-lazer bilan kesishning aniqligining oshishi atrofdagi to'qimalarga yetkazilgan zararni kamaytirishga yordam beradi va lazer jarrohligi paytida bemor tajribasini yaxshilaydi.
Attosekund impulslari: ultra tezkor lazerlarning kelajagi
Ultra tezkor lazerlarni rivojlantirish bo'yicha tadqiqotlar davom etar ekan, qisqaroq impuls davomiyligiga ega yangi va takomillashtirilgan yorug'lik manbalari ishlab chiqilmoqda. Tezroq fizik jarayonlar haqida tushuncha olish uchun ko'plab tadqiqotchilar attosekund impulslarini yaratishga e'tibor qaratmoqdalar - taxminan 10-18 soniya, ultrabinafsha (XUV) to'lqin uzunligi diapazonida. Attosekund impulslari elektron harakatini kuzatish imkonini beradi va elektron tuzilish va kvant mexanikasi haqidagi tushunchamizni yaxshilaydi. XUV attosekund lazerlarini sanoat jarayonlariga integratsiya qilish hali sezilarli yutuqlarga erisha olmagan bo'lsa-da, sohada davom etayotgan tadqiqotlar va yutuqlar deyarli bu texnologiyani laboratoriyadan ishlab chiqarishga siqib chiqaradi, xuddi femtosekund va pikosekundda bo'lgani kabi.lazer manbalari.
Nashr vaqti: 2024-yil 25-iyun