20дан төмөн фемтосекунддук көрүнүүчү жарыкжөнгө салынуучу импульстук лазер булагы
Жакында эле Улуу Британиядан келген изилдөө тобу инновациялык изилдөө жарыялап, алар мегаватт деңгээлиндеги 20дан төмөн фемтосекунддук көрүнгөн жарыкты жөнгө салуучу ийгиликтүү иштеп чыгышканын жарыялашты.импульстук лазер булагыБул импульстук лазер булагы, өтө тезбула лазерСистема толкун узундуктарын жөнгө салуучу, өтө кыска убакытка созулган, 39 наноджоулга чейинки энергиясы бар жана 2 мегаватттан ашкан эң жогорку кубаттуулуктагы импульстарды түзүүгө жөндөмдүү, бул өтө тез спектроскопия, биологиялык сүрөткө тартуу жана өнөр жайлык кайра иштетүү сыяктуу тармактарда жаңы колдонуу мүмкүнчүлүктөрүн ачат.
Бул технологиянын негизги өзгөчөлүгү эки заманбап ыкманын айкалышында жатат: "Күчөтүү менен башкарылуучу сызыктуу эмес күчөтүү (GMNA)" жана "Резонанстык дисперсиялык толкун (RDW) эмиссиясы". Мурда мындай жогорку өндүрүмдүүлүктөгү жөнгө салынуучу ультра кыска импульстарды алуу үчүн, адатта, кымбат жана татаал титан-сапфир лазерлери же оптикалык параметрдик күчөткүчтөр талап кылынчу. Бул түзмөктөр кымбат, көлөмдүү жана тейлөө кыйын гана болбостон, кайталоонун төмөнкү ылдамдыгы жана жөндөө диапазондору менен да чектелген. Бул жолу иштелип чыккан толугу менен була чечим системанын архитектурасын бир топ жөнөкөйлөштүрүп гана тим болбостон, чыгымдарды жана татаалдыкты бир топ азайтат. Ал 4,8 МГц жогорку кайталоо жыштыгында 400дөн 700 нанометрге чейин жана андан жогору жөнгө салынуучу 20дан төмөн фемтосекунддук импульстарды түз түзүүгө мүмкүндүк берет. Изилдөө тобу бул жетишкендикке так иштелип чыккан система архитектурасы аркылуу жетишти. Биринчиден, алар баштапкы булак катары сызыктуу эмес күчөтүү шакекче күзгүсүнө (NALM) негизделген толугу менен поляризацияны сактоочу режимди кулпулаган иттербий була осцилляторун колдонушкан. Бул дизайн системанын узак мөөнөттүү туруктуулугун камсыз кылуу менен бирге физикалык каныккан абсорберлердин деградация көйгөйүнөн да качууга мүмкүндүк берет. Алдын ала күчөтүү жана импульсту кысуудан кийин, үрөн импульстары GMNA этабына киргизилет. GMNA спектрдик кеңейүүгө жетүү жана дээрлик кемчиликсиз сызыктуу чырылдаган ультра кыска импульстарды түзүү үчүн оптикалык булаларда өз алдынча фазалык модуляцияны жана узунунан асимметриялык күч бөлүштүрүүнү колдонот, алар акыры торчо жуптары аркылуу 40 фемтосекунддан төмөн кысылат. RDW генерациялоо этабында изилдөөчүлөр өз алдынча иштелип чыккан жана өндүрүлгөн тогуз резонатордук анти-резонанстык көңдөй өзөктүү булаларды колдонушкан. Бул типтеги оптикалык була насостун импульстук тилкесинде жана көрүнгөн жарык аймагында өтө төмөн жоготууга ээ, бул энергияны насостон чачыранды толкунга натыйжалуу айландырууга мүмкүндүк берет жана жогорку жоготуулуу резонанстык тилкеден келип чыккан тоскоолдуктардан качат. Оптималдуу шарттарда системанын дисперсиялык толкун импульс энергиясын чыгаруусу 39 наножоулга, эң кыска импульс туурасы 13 фемтосекундга, эң жогорку кубаттуулук 2,2 мегаваттка чейин, ал эми энергияны конвертациялоонун натыйжалуулугу 13%га чейин жетиши мүмкүн. Андан да кызыктуусу, газ басымын жана була параметрлерин тууралоо менен системаны ультрафиолет жана инфракызыл тилкелерге оңой кеңейтүүгө болот, терең ультрафиолеттен инфракызылга чейин кең тилкелүү жөндөөгө жетишүүгө болот.
Бул изилдөө фотониканын фундаменталдык тармагында гана маанилүү эмес, ошондой эле өнөр жай жана колдонмо тармактары үчүн жаңы кырдаалды ачат. Мисалы, көп фотондук микроскопиялык сүрөткө тартуу, өтө тез убакыт менен чечилген спектроскопия, материалдарды иштетүү, тактык медицинасы жана өтө тез сызыктуу эмес оптика изилдөөлөрү сыяктуу тармактарда бул компакттуу, натыйжалуу жана арзан жаңы типтеги өтө тез жарык булагы колдонуучуларга болуп көрбөгөндөй шаймандарды жана ийкемдүүлүктү берет. Айрыкча, жогорку кайталоо ылдамдыгын, эң жогорку кубаттуулукту жана өтө кыска импульстарды талап кылган сценарийлерде, бул технология, албетте, атаандаштыкка жөндөмдүү жана салттуу титан-сапфир же оптикалык параметрдик күчөтүү системаларына салыштырмалуу чоңураак илгерилетүү потенциалына ээ.
Келечекте изилдөө тобу системаны андан ары оптималдаштырууну пландаштырууда, мисалы, бир нече бош мейкиндик оптикалык компоненттерди камтыган учурдагы архитектураны оптикалык булаларга интеграциялоо же ал тургай, системаны миниатюризациялоого жана интеграциялоого жетишүү үчүн учурдагы осциллятор менен күчөткүчтүн айкалышын алмаштыруу үчүн бир гана Мамышев осцилляторун колдонуу. Мындан тышкары, ар кандай типтеги антирезонанстык булаларга ыңгайлашуу, Раман активдүү газдарын жана жыштыкты эки эселөө модулдарын киргизүү менен, бул система кеңири диапазонго кеңейтилип, ультрафиолет, көрүнгөн жарык жана инфракызыл сыяктуу бир нече тармактар үчүн толук булалуу, кең тилкелүү, ультрафлотилкалуу лазердик чечимдерди камсыз кылат деп күтүлүүдө.
1-сүрөт. Импульстук лазерди жөндөөнүн схемалык диаграммасы
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 28-майы