20 фемтосекунддан төмөн көрүнүүчү жарыкжөнгө салынуучу импульстук лазер булагы
Жакында Улуу Британиядан келген изилдөө тобу 20 фемтосекунддан 20 фемтосекунддан төмөн көрүнүүчү жарыкты жөнгө салуучу мегаватт деңгээлинде ийгиликтүү иштеп чыкканын жарыялаган инновациялык изилдөөнү жарыялады.импульстуу лазер булагы. Бул импульстуу лазер булагы, ultrafastбула лазерсистемасы жөнгө салынуучу толкун узундуктары, ультра кыска мөөнөттүү, 39 наножоульге чейин энергиясы жана 2 мегаватттан ашкан эң жогорку кубаттуулугу менен импульстарды жаратууга жөндөмдүү, бул ультра ылдам спектроскопия, биологиялык сүрөттөө жана өнөр жайлык кайра иштетүү сыяктуу тармактар үчүн колдонуунун жаңы перспективаларын ачат.
Бул технологиянын негизги өзгөчөлүгү эки алдыңкы ыкмалардын айкалышында жатат: “Gain-Managed Nonlinear Amplification (GMNA)” жана “Resonant Dispersive Wave (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 аппараттар кымбат, көлөмдүү жана тейлөө кыйын эле эмес, ошондой эле кайталануу ылдамдыгы жана тюнинг диапазондору менен чектелген. Бул жолу иштелип чыккан бардык булалуу чечим системанын архитектурасын бир топ жөнөкөйлөтүп гана койбостон, чыгымдарды жана татаалдыкты бир топ кыскартат. Ал 400дөн 700 нанометрге чейин жөндөлүүчү суб-20 фемтосекундду түз генерациялоого мүмкүндүк берет жана 4,8 МГц жогорку кайталануу жыштыгында жогорку кубаттуу импульстардан тышкары. Изилдөө тобу бул ачылышка так иштелип чыккан система архитектурасы аркылуу жетишти. Биринчиден, алар үрөн булагы катары сызыктуу эмес күчөтүү шакекче күзгүсүнө (NALM) негизделген толук поляризацияны сактаган режим кулпуланган итербий була осцилляторун колдонушкан. Бул дизайн системанын узак мөөнөттүү туруктуулугун гана камсыз кылбастан, ошондой эле физикалык каныккан абсорберлердин деградация көйгөйүнөн качат. Алдын ала күчөтүү жана импульстук кысуудан кийин үрөн импульстары GMNA стадиясына киргизилет. GMNA спектрдик кеңейүүгө жетүү үчүн оптикалык жипчелерде өзүн-өзү фазалык модуляциялоону жана узунунан ассиметриялык пайда бөлүштүрүүнү колдонот жана дээрлик кемчиликсиз сызыктуу чиркөөлөр менен ультра кыска импульстарды жаратат, алар акыры тор жуптары аркылуу 40 фемтосекундка чейин кысылган. RDW муун баскычында, изилдөөчүлөр өз алдынча иштелип чыккан жана тогуз резонатордук антирезонанстык көңдөй өзөктүү жипчелерди колдонушкан. Мындай оптикалык була насостун импульс диапазонунда жана көрүнгөн жарык аймагында өтө аз жоготууга ээ, бул энергияны насостон дисперстүү толкунга эффективдүү айландырууга жана жогорку жоготуулуу резонанстык тилкеден келип чыккан интерференциядан качууга мүмкүндүк берет. Оптималдуу шарттарда системанын дисперсиялык толкунунун импульс энергиясынын чыгышы 39 наножоулга, эң кыска импульстун туурасы 13 фемтосекундка жетиши мүмкүн, эң жогорку кубаттуулугу 2,2 мегаватт болушу мүмкүн, ал эми энергияны конвертациялоонун натыйжалуулугу 13% га чейин болушу мүмкүн. Андан да кызыктуусу, газ басымын жана була параметрлерин тууралоо менен системаны ультрафиолет жана инфракызыл тилкелерге оңой узартса болот, терең ультра кызгылт көктөн инфракызылга чейин кең тилкелүү тюнингге жетишет.
Бул изилдөө фотониканын фундаменталдык тармагында гана чоң мааниге ээ болбостон, өнөр жай жана колдонуу тармактары үчүн да жаңы жагдайды ачат. Мисалы, көп фотондуу микроскопиялык сүрөттөө, ультра тез убакытта чечилүүчү спектроскопия, материалдарды иштетүү, так медицина жана ультра тез сызыктуу эмес оптиканы изилдөө сыяктуу тармактарда бул компакттуу, эффективдүү жана арзан баадагы жаңы типтеги ультра ылдам жарык булагы колдонуучуларга болуп көрбөгөндөй шаймандарды жана ийкемдүүлүктү берет. Айрыкча жогорку кайталоо ылдамдыгын, эң жогорку кубаттуулукту жана ультра кыска импульстарды талап кылган сценарийлерде, бул технология, албетте, атаандаштыкка жөндөмдүү жана салттуу титан-сапфир же оптикалык параметрдик күчөтүү системаларына салыштырмалуу көбүрөөк илгерилетүү потенциалына ээ.
Келечекте изилдөө тобу системаны андан ары оптималдаштырууну пландаштырууда, мисалы, бир нече бош мейкиндиктин оптикалык компоненттерин камтыган учурдагы архитектураны оптикалык булаларга интеграциялоо же ал тургай, системаны кичирейтүү жана интеграциялоо үчүн учурдагы осциллятор менен күчөткүч комбинациясын алмаштыруу үчүн бир Мамышев осцилляторун колдонуу. Мындан тышкары, анти-резонанстык жипчелердин ар кандай түрлөрүнө ыңгайлаштыруу, Раман активдүү газдарын жана жыштыкты эки эсеге көбөйтүү модулдарын киргизүү менен, бул система ультрафиолет, көзгө көрүнгөн жарык жана инфракызыл сыяктуу бир нече талаалар үчүн бардык булалуу, кең тилкелүү, ультра тез лазердик чечимдерди камсыз кылуу менен кененирээк тилкеге кеңейтилиши күтүлүүдө.
1-сүрөт. Импульстук лазердин бапталышынын схемалык схемасы
Посттун убактысы: 28-май-2025