Muutke ülitugeva ülilühikese laseri impulsi kiirust

Muutke pulsi kiirustülivõimas ülilühike laser

Superülilühikesed laserid viitavad üldiselt laserimpulssidele, mille impulsi laius on kümneid ja sadu femtosekundeid, tippvõimsus teravattides ja petavattides ning mille fokuseeritud valguse intensiivsus ületab 1018 W/cm2. Superülilühikesel laseril ja selle tekitatud superkiirgusallikal ning suure energiaga osakeste allikal on lai rakendusväärtus paljudes baasuuringute suundades, nagu suure energiaga füüsika, osakestefüüsika, plasmafüüsika, tuumafüüsika ja astrofüüsika, ning teadustulemuste väljund saab seejärel teenindada asjaomaseid kõrgtehnoloogilisi tööstusharusid, meditsiinitervishoidu, keskkonna-, energia- ja riigikaitsejulgeolekut. Alates säutsuimpulsside võimendamise tehnoloogia leiutamisest 1985. aastal on maailma esimese löögivati ​​ilmumine...laser1996. aastal ja maailma esimese 10-taktilise vatise laseri valmimisega 2017. aastal on üliülilühikese laseri peamine eesmärk varem olnud saavutada „kõige intensiivsem valgus“. Viimastel aastatel on uuringud näidanud, et superlaserimpulsside säilitamise tingimustes, kui üliülilühikese laseri impulsi edastuskiirust saab kontrollida, võib see mõnedes füüsikalistes rakendustes anda poole väiksema pingutusega kaks korda parema tulemuse, mis eeldatavasti vähendab üliülilühikese laseri ulatust.laserseadmed, kuid parandab selle mõju suure väljaga laserfüüsika katsetes.

Ülimalt tugeva ülilühikese laseri impulsi esiosa moonutamine
Piiratud energia korral tippvõimsuse saavutamiseks vähendatakse impulsi laiust võimendusribalaiuse suurendamise teel 20–30 femtosekundini. Praeguse 10-nokavatise ülilühikese laseri impulsienergia on umbes 300 džauli ja kompressorivõre madal kahjustuslävi muudab kiire ava üldiselt suuremaks kui 300 mm. 20–30 femtosekundilise impulsi laiuse ja 300 mm avaga impulsskiir talub kergesti aegruumilist sidestusmoonutust, eriti impulsi rinde moonutust. Joonis 1 (a) näitab impulsi rinde ja faasirinde aegruumilist eraldatust, mis on põhjustatud kiire hajumisest, kusjuures esimene näitab "aegruumilist kallet" viimase suhtes. Teine on keerulisem aegruumi kõverus, mille põhjustab läätsesüsteem. Joonis 1 (b) näitab ideaalse impulsi rinde, kaldu impulsi rinde ja painutatud impulsi rinde mõju valgusvälja aegruumilisele moonutusele sihtmärgil. Selle tulemusel väheneb fokuseeritud valguse intensiivsus oluliselt, mis ei soodusta ülilühikese laseri tugevat väljakasutust.

JOONIS 1 (a) prisma ja võre poolt põhjustatud impulsi rinde kalle ja (b) impulsi rinde moonutuse mõju sihtmärgi aegruumi valgusväljale

Ülimalt tugeva pulsikiiruse reguleerimineülilühike laser
Praegu on tasapinnaliste lainete koonilise superpositsiooni teel tekitatud Besseli kiired näidanud oma rakendusväärtust suure väljaga laserfüüsikas. Kui kooniliselt üksteise peale asetatud impulsskiirel on telgsümmeetriline impulsirinde jaotus, siis genereeritud röntgenlainepaketi geomeetriline keskpunkt, nagu on näidatud joonisel 2, võib olla konstantne superluminaalne, konstantne subluminaalne, kiirendatud superluminaalne ja aeglustatud subluminaalne. Isegi deformeeritava peegli ja faasitüüpi ruumilise valgusmodulaatori kombinatsioon suudab tekitada impulsirinde suvalise ruumilis-ajalise kuju ja seejärel suvalise juhitava edastuskiiruse. Ülaltoodud füüsikaline efekt ja selle modulatsioonitehnoloogia suudavad muuta impulsirinde "moonutuse" impulsirinde "kontrolliks" ja seejärel realiseerida ülitugeva ülilühikese laseri edastuskiiruse moduleerimise eesmärki.

JOONIS 2. Superpositsiooni tekitatud (a) konstantse valgusest kiirema impulsi, (b) konstantse alavalguse impulsi, (c) kiirendatud valgusest kiirema impulsi ja (d) aeglustatud alavalguse impulsi impulsid asuvad superpositsioonipiirkonna geomeetrilises keskmes.

Kuigi impulsi frondi moonutuse avastamine toimub varem kui ülilühikese laseri avastamine, on see olnud laialdase tähelepanu all koos ülilühikese laseri väljatöötamisega. Pikka aega ei ole see soodustanud ülilühikese laseri põhieesmärgi – ülikõrge fokuseeriva valgustugevuse – saavutamist ning teadlased on töötanud mitmesuguste impulsi frondi moonutuste summutamise või kõrvaldamise nimel. Tänapäeval, kui „impulsi frondi moonutus“ on arenenud „impulsi frondi kontrollimiseks“, on saavutatud ülilühikese laseri edastuskiiruse reguleerimine, pakkudes uusi vahendeid ja võimalusi ülilühikese laseri rakendamiseks tugevaväljaga laserfüüsikas.