Уникалдууөтө тез лазерэкинчи бөлүк
Дисперсия жана импульстун жайылышы: Топтун кечиктирилиши
Ультра ылдам лазерлерди колдонууда кездешүүчү эң татаал техникалык көйгөйлөрдүн бири - бул аппарат тарабынан чыгарылган ультра кыска импульстардын узактыгын сактоо.лазер. Ультра тез импульстар убакыттын бурмаланышына өтө сезгич, бул импульстарды узагыраак кылат. Бул эффект баштапкы импульстун узактыгы кыскарган сайын начарлайт. Ультра ылдам лазерлер импульстарды 50 секундага созсо да, импульсту максаттуу жерге жеткирүү үчүн күзгүлөрдү жана линзаларды колдонуу менен убакыттын өтүшү менен күчөтүлүшү мүмкүн, ал тургай импульсту жөн эле аба аркылуу өткөрө алат.
Бул убакыттын бурмаланышы экинчи тартиптеги дисперсия деп аталган топтун кечиктирилген дисперсиясы (GDD) деп аталган өлчөмдүн жардамы менен сандык аныкталат. Чынында, ультрафарт-лазердик импульстардын убакыт бөлүштүрүүгө таасир этиши мүмкүн болгон жогорку тартиптеги дисперсиялык терминдер да бар, бирок иш жүзүндө, адатта, GDD таасирин текшерүү үчүн жетиштүү. GDD - берилген материалдын калыңдыгына сызыктуу пропорционалдуу жыштыкка көз каранды маани. Объектив, терезе жана объективдүү компоненттер сыяктуу өткөрүү оптикасы, адатта, оң GDD маанилерине ээ, бул бир жолу кысылган импульстар өткөргүч оптикага импульстун узактыгын бере аларын көрсөтүп турат.лазер системалары. Төмөнкү жыштыктагы компоненттер (б.а. узун толкун узундуктары) жогорку жыштыктагы компоненттерге (б.а., толкун узундуктары кыска) караганда ылдамыраак тарайт. Импульс барган сайын көп заттан өткөн сайын импульстагы толкун узундугу убакыттын өтүшү менен дагы да кеңейе берет. Импульстун кыска узактыгы, демек, өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн кеңдиги үчүн бул эффект андан ары апыртылып, импульс убактысынын олуттуу бурмаланышына алып келиши мүмкүн.
Ultrafast лазердик колдонмолор
спектроскопия
Ультра тез лазер булактары пайда болгондон бери спектроскопия алардын негизги колдонуу багыттарынын бири болуп калды. Импульстун узактыгын фемтосекундга же аттосекундга чейин кыскартуу менен физика, химия жана биологияда тарыхый жактан байкоого мүмкүн болбогон динамикалык процесстерге азыр жетишүүгө болот. Негизги процесстердин бири атомдук кыймыл болуп саналат, ал эми атомдук кыймылды байкоо фотосинтездик белоктордогу молекулалык термелүү, молекулалык диссоциация жана энергиянын берилиши сыяктуу фундаменталдык процесстерди илимий түшүнүүнү жакшыртты.
bioimaging
Эң жогорку кубаттуулуктагы ультра ылдам лазерлер сызыктуу эмес процесстерди колдойт жана мультифотондук микроскопия сыяктуу биологиялык сүрөттөө үчүн резолюцияны жакшыртат. Көп фотондуу системада биологиялык чөйрөдөн же флуоресценттик бутадан сызыктуу эмес сигналды жаратуу үчүн эки фотон мейкиндикте жана убакытта бири-бирине дал келиши керек. Бул сызыктуу эмес механизм бир фотондук процесстерди изилдөөнү кыйнаган фондук флуоресценция сигналдарын олуттуу кыскартуу менен сүрөттөө чечүүчүлүгүн жакшыртат. Жөнөкөйлөтүлгөн сигналдын фону сүрөттөлгөн. Мультифотондук микроскоптун кичине дүүлүгүү аймагы да фототоксиктүүлүктүн алдын алып, үлгүгө зыян келтирүүнү азайтат.
1-сүрөт: Көп фотондуу микроскоптун экспериментиндеги нур жолунун үлгү диаграммасы
Лазердик материалдарды иштетүү
Ультра тез лазер булактары, ошондой эле ультра кыска импульстардын материалдар менен өз ара аракеттенүүсүнүн уникалдуу ыкмасынын аркасында лазердик микромашининг жана материалды кайра иштетүүдө революция жасады. Мурда айтылгандай, LDT жөнүндө сөз болгондо, ультра ылдам импульстун узактыгы материалдын торуна жылуулуктун диффузиясынын убакыт шкаласынан тезирээк. Ultrafast лазерлер караганда бир кыйла аз жылуулук таасир зонасын пайда кылатнаносекунддук импульстук лазерлер, натыйжада кесүү жоготуулары азыраак жана так иштетүү. Бул принцип медициналык колдонмолорго да тиешелүү, мында ультрафарт-лазердик кесүүнүн жогорулатылган тактыгы курчап турган ткандардын зыянын азайтууга жардам берет жана лазердик операция учурунда пациенттин тажрыйбасын жакшыртат.
Аттосекунддук импульстар: ультра ылдам лазерлердин келечеги
Изилдөөлөр ультра ылдам лазерлерди өркүндөтүүнү улантып жаткандыктан, импульстун узактыгы кыскараак болгон жаңы жана жакшыртылган жарык булактары иштелип чыгууда. Тезирээк физикалык процесстерди түшүнүү үчүн көптөгөн изилдөөчүлөр аттосекунддук импульстардын пайда болушуна көңүл бурушат – ультра кызгылт көк (XUV) толкун узундугунун диапазонунда болжол менен 10-18 с. Аттосекунддук импульстар электрондордун кыймылына көз салууга мүмкүндүк берет жана электрондук түзүлүш жана кванттык механика жөнүндөгү түшүнүгүбүздү өркүндөтөт. XUV аттосекунддук лазерлерди өнөр жай процесстерине интеграциялоо олуттуу прогресске жетише элек болсо да, бул тармакта жүргүзүлүп жаткан изилдөөлөр жана жетишкендиктер бул технологияны фемтосекунд жана пикосекунда сыяктуу эле лабораториядан чыгарып, өндүрүшкө түртөт.лазер булактары.
Посттун убактысы: 25-июнь-2024