Аттосекунддук илим үчүн өтө тез лазер

Өтө тез лазераттосекунд илими үчүн
Учурда аттосекунддук импульстар негизинен күчтүү талаалар менен башкарылуучу жогорку тартиптеги гармоникалык генерация (ЖГГ) аркылуу алынат. Алардын генерациясынын маңызын электрондордун иондошуп, ылдамданып, күчтүү лазердик электр талаасы менен кайра биригип, энергия бөлүп чыгарып, ошону менен аттосекунддук XUV импульстарын чыгарышы катары түшүнүүгө болот.
Ошондуктан, аттосекунддук чыгыш импульстун туурасына, энергиясына, толкун узундугуна жана кайталоо ылдамдыгына өтө сезгич.лазер менен айдоо(Өтө тез лазер): импульстун кыскараак туурасы аттосекунддук импульстарды бөлүү үчүн пайдалуу, жогорку энергия иондоштурууну жана натыйжалуулукту жакшыртат, узунураак толкун узундугу кесүү энергиясын жогорулатат, бирок конверсиянын натыйжалуулугун бир топ төмөндөтөт, ал эми жогорку кайталоо ылдамдыгы сигналдын ызы-чууга катышын жакшыртат, бирок бир импульстук энергия менен чектелет. Ар кандай колдонмолордо (мисалы, электрондук микроскопия, рентгендик абсорбциялык спектроскопия, дал келүүлөрдү эсептөө ж.б.) аттосекунддук импульс индексине ар кандай басым жасалат, бул лазерлерди айдоо үчүн дифференциацияланган жана комплекстүү талаптарды коёт. Айдоочу лазерлердин иштешин жакшыртуу аттосекунддук илимде колдонуу үчүн абдан маанилүү.

Айдоо лазерлеринин иштешин жакшыртуунун төрт негизги технологиялык жолу (Ультра тез лазер)
1. Жогорку энергия: HHGнин төмөнкү конверсия эффективдүүлүгүн жеңүү жана жогорку өндүрүмдүүлүктөгү аттосекунддук импульстарды алуу үчүн иштелип чыккан. Технологиялык эволюция салттуу чиркөө импульстук күчөтүүдөн (CPA) оптикалык параметрдик күчөтүү үй-бүлөсүнө өттү, анын ичинде оптикалык параметрдик чиркөө импульстук күчөтүү (OPCPA), кош чиркөө OPA (DC-OPA), жыштык доменинин OPA (FOPA) жана квазифазалык дал келүү OPCPA (QPCPA) бар. Андан ары когеренттүү нур синтезин (CBC) жана импульсту бөлүү күчөтүүсүн (DPA) синтездөө ыкмаларын айкалыштырып, жылуулук эффекттери жана сызыктуу эмес бузулуулар сыяктуу бир каналдуу күчөткүчтөрдүн физикалык чектөөлөрүн жеңүү жана Джоуль деңгээлиндеги энергия чыгарууга жетүү.
2. Кыска импульс туурасы: электрондук динамиканы талдоо үчүн колдонула турган обочолонгон аттосекунддук импульстарды түзүү үчүн иштелип чыккан, бир нече же ал тургай субмезгилдүү айдоо импульстарын жана туруктуу алып жүрүүчү конверт фазасын (CEP) талап кылат. Негизги технологияларга импульс туурасын өтө кыска узундуктарга чейин кысуу үчүн көңдөй өзөктүү була (HCF), көп жука пленка (MPSC) жана көп каналдуу көңдөй (MPC) сыяктуу сызыктуу эмес пост-компрессия ыкмаларын колдонуу кирет. CEP туруктуулугу f-2f интерферометри аркылуу өлчөнөт жана активдүү кайтарым байланыш/алдыга жылдыруу (мисалы, AOFS, AOPDF) же жыштык айырмасы процесстерине негизделген пассивдүү толугу менен оптикалык өзүн-өзү турукташтыруу механизмдери аркылуу жетишилет.
3. Узунураак толкун узундугу: Биомолекуланы сүрөткө тартуу үчүн аттосекунддук фотон энергиясын "суу терезеси" тилкесине түртүү үчүн иштелип чыккан. Үч негизги технологиялык жол:
Оптикалык параметрдик күчөтүү (OPA) жана анын каскады: Бул BiBO жана MgO: LN сыяктуу кристаллдарды колдонуп, 1-5 мкм толкун узундугу диапазонундагы негизги чечим; >5 мкм толкун узундугу тилкеси үчүн ZGP жана LiGaS₂ сыяктуу кристаллдар талап кылынат.
Дифференциалдык жыштыктарды генерациялоо (DFG) жана импульс ичиндеги дифференциалдык жыштык (IPDFG): үрөн булактарына пассивдүү CEP туруктуулугун камсыздай алат.
Cr: ZnS/Se өткөөл металл кошулган халькогенид лазерлери сыяктуу түз лазердик технология "орто инфракызыл титан сапфири" деп аталат жана компакттуу түзүлүш жана жогорку натыйжалуулук артыкчылыктарына ээ.
4. Кайталоо ылдамдыгынын жогорулашы: сигналдын ызы-чууга катышын жана маалыматтарды алуунун натыйжалуулугун жакшыртууга, ошондой эле мейкиндик зарядынын таасиринин чектөөлөрүн чечүүгө багытталган. Эки негизги жол:
Резонанстык күчөтүлгөн көңдөй технологиясы: HHGди иштетүү үчүн мегагерц деңгээлиндеги кайталануучу жыштык импульстарынын эң жогорку кубаттуулугун жогорулатуу үчүн жогорку тактыктагы резонанстык көңдөйлөрдү колдонуу XUV жыштык уячалары сыяктуу тармактарда колдонулуп келет, бирок обочолонгон аттосекунддук импульстарды түзүү дагы эле кыйынчылыктарды жаратууда.
Жогорку кайталоо көрсөткүчү жанажогорку кубаттуулуктагы лазерOPCPA, була CPA менен айкалышып, сызыктуу эмес пост-компрессия жана жука пленкалуу осциллятор сыяктуу түз жетектөөчү системалар 100 кГц кайталоо жыштыгында обочолонгон аттосекунддук импульсту генерациялоого жетишти.