Уникалдууөтө тез лазерэкинчи бөлүк
Дисперсия жана импульстун жайылышы: Топтук кечигүү дисперсиясы
Өтө тез лазерлерди колдонууда кездешүүчү эң татаал техникалык кыйынчылыктардын бири - бул башында нурланган өтө кыска импульстардын узактыгын сактоо.лазерӨтө тез импульстар убакыттын бурмаланышына өтө сезгич келет, бул импульстарды узартат. Бул таасир баштапкы импульстун узактыгы кыскарган сайын күчөйт. Өтө тез лазерлер 50 секунддук импульстарды чыгара алса да, аларды күзгүлөр жана линзалар аркылуу импульсту максаттуу жерге жеткирүү же жөн гана импульсту аба аркылуу өткөрүү аркылуу убакыттын өтүшү менен күчөтүүгө болот.
Бул убакыттын бурмаланышы топтук кечиктирилген дисперсия (GDD) деп аталган өлчөөнүн жардамы менен сандык жактан аныкталат, ал экинчи тартиптеги дисперсия деп да аталат. Чындыгында, ультрафарт-лазердик импульстардын убакыт боюнча бөлүштүрүлүшүнө таасир этиши мүмкүн болгон жогорку тартиптеги дисперсия терминдери да бар, бирок иш жүзүндө, адатта, GDDнин таасирин изилдөө жетиштүү болот. GDD - бул берилген материалдын калыңдыгына сызыктуу пропорционалдуу болгон жыштыкка көз каранды маани. Линза, терезе жана объектив компоненттери сыяктуу өткөргүч оптика, адатта, оң GDD маанилерине ээ, бул кысылгандан кийин импульстар өткөргүч оптикага ... тарабынан чыгарылган импульстарга караганда узак импульс узактыгын бере аларын көрсөтүп турат.лазердик системаларТөмөнкү жыштыктагы компоненттер (б.а., узунураак толкун узундуктары) жогорку жыштыктагы компоненттерге (б.а. кыска толкун узундуктары) караганда тезирээк таралат. Импульс көбүрөөк зат аркылуу өткөн сайын, импульстагы толкун узундугу убакыттын өтүшү менен барган сайын кеңейе берет. Импульстун кыска узактыгы жана ошондуктан кеңири өткөрүү жөндөмдүүлүктөрү үчүн бул эффект ого бетер апыртылып, импульстун убактысынын олуттуу бурмаланышына алып келиши мүмкүн.
Өтө тез лазердик колдонмолор
спектроскопия
Өтө тез лазердик булактар пайда болгондон бери, спектроскопия алардын негизги колдонуу багыттарынын бири болуп келген. Импульстун узактыгын фемтосекунддарга же ал тургай аттосекунддарга чейин кыскартуу менен, тарыхый жактан байкоого мүмкүн болбогон физика, химия жана биологиядагы динамикалык процесстерге эми жетишүүгө болот. Негизги процесстердин бири - атомдук кыймыл, ал эми атомдук кыймылды байкоо фотосинтетикалык белоктордогу молекулярдык термелүү, молекулярдык диссоциация жана энергиянын өткөрүлүшү сыяктуу фундаменталдык процесстерди илимий жактан түшүнүүнү жакшыртты.
биовизуализация
Чоку кубаттуу өтө ылдам лазерлер сызыктуу эмес процесстерди колдойт жана көп фотондуу микроскопия сыяктуу биологиялык сүрөткө тартуу үчүн чечилишти жакшыртат. Көп фотондуу системада биологиялык чөйрөдөн же флуоресценттик бутадан сызыктуу эмес сигналды түзүү үчүн эки фотон мейкиндикте жана убакытта бири-бирине дал келиши керек. Бул сызыктуу эмес механизм бир фотондуу процесстерди изилдөөдө кыйналган фондук флуоресценция сигналдарын бир кыйла азайтуу менен сүрөткө тартуу чечилишин жакшыртат. Жөнөкөйлөштүрүлгөн сигналдык фон көрсөтүлгөн. Көп фотондуу микроскоптун кичирээк козгоо аймагы фотоуулуулуктун алдын алат жана үлгүгө келтирилген зыянды минималдаштырат.
1-сүрөт: Көп фотондуу микроскоп экспериментиндеги нур жолунун үлгү диаграммасы
Лазердик материалды иштетүү
Өтө тез лазер булактары ошондой эле ультра кыска импульстардын материалдар менен өз ара аракеттенүүсүнүн уникалдуу ыкмасынан улам лазердик микромеханизацияда жана материалдарды иштетүүдө революция жасады. Жогоруда айтылгандай, LDT жөнүндө сөз болгондо, өтө тез импульстун узактыгы материалдын торчосуна жылуулуктун диффузиясынын убакыт шкаласынан тезирээк болот. Өтө тез лазерлер жылуулукка таасир этүүчү зонага караганда алда канча кичинекей аймакты пайда кылат.наносекунддук импульстуу лазерлер, кесилген жерлердин жоготууларын азайтып, так иштетүүгө алып келет. Бул принцип медициналык колдонмолорго да тиешелүү, мында ультрафарт-лазердик кесүүнүн тактыгынын жогорулашы айланадагы ткандардын жабыркашын азайтууга жардам берет жана лазердик хирургия учурунда бейтаптын тажрыйбасын жакшыртат.
Аттосекунддук импульстар: өтө тез лазерлердин келечеги
Өтө тез лазерлерди өнүктүрүү боюнча изилдөөлөр уланып жаткандыктан, импульстардын узактыгы кыскараак болгон жаңы жана жакшыртылган жарык булактары иштелип чыгууда. Тезирээк физикалык процесстерди түшүнүү үчүн көптөгөн изилдөөчүлөр аттосекунддук импульстарды түзүүгө көңүл буруп жатышат - болжол менен 10-18 секунд экстремалдык ультрафиолет (XUV) толкун узундугу диапазонунда. Аттосекунддук импульстар электрондордун кыймылын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет жана электрондук түзүлүштү жана кванттык механиканы түшүнүүбүздү жакшыртат. XUV аттосекунддук лазерлерин өнөр жай процесстерине интеграциялоодо али олуттуу ийгиликтерге жетише элек болсо да, бул тармактагы уланып жаткан изилдөөлөр жана жетишкендиктер бул технологияны лабораториядан өндүрүшкө түртүп чыгарат, фемтосекунд жана пикосекундда болгондой эле.лазер булактары.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 25-июну