Зменіце хуткасць імпульсу звышмоцнага ультракароткага лазера

Змяніць частату пульсазвышмоцны ультракароткіх лазер

Супер ультракароткія лазеры звычайна адносяцца да лазерных імпульсаў з шырынёй імпульсу ў дзясяткі і сотні фемтасекунд, пікавай магутнасцю ў тэрават і петават, а іх інтэнсіўнасць сфакусаванага святла перавышае 1018 Вт/см2. Супер ультракароткі лазер і генераваная ім крыніца супервыпраменьвання і крыніца часціц высокай энергіі маюць шырокі спектр прымянення ў многіх фундаментальных напрамках даследаванняў, такіх як фізіка высокіх энергій, фізіка элементарных часціц, фізіка плазмы, ядзерная фізіка і астрафізіка, а таксама вынікі навуковай вынікі даследаванняў могуць потым служыць адпаведным высокатэхналагічным галінам прамысловасці, медыцынскаму здароўю, энергетыцы навакольнага асяроддзя і бяспецы нацыянальнай абароны. З моманту вынаходніцтва тэхналогіі ўзмацнення чырпіраванага імпульсу ў 1985 годзе з'яўленне першага ў свеце біт-ватлазеру 1996 годзе і завяршэнне вытворчасці першага ў свеце 10-бітнага ватнага лазера ў 2017 годзе, у мінулым у цэнтры ўвагі супер ультракароткага лазера было дасягненне «самага інтэнсіўнага святла». У апошнія гады даследаванні паказалі, што пры ўмове захавання суперлазерных імпульсаў, калі хуткасць перадачы імпульсу супер ультракароткага лазера можна кантраляваць, гэта можа прынесці ўдвая большы вынік з паловай намаганняў у некаторых фізічных прылажэннях, што чакаецца паменшыць маштаб супер ультракароткіхлазерныя прылады, але палепшыць яго эфект у фізічных эксперыментах з лазерам высокага поля.

Скажэнне фронту імпульсу звышмоцнага ультракароткага лазера
Каб атрымаць пікавую магутнасць пры абмежаванай энергіі, працягласць імпульсу памяншаецца да 20~30 фемтасекунд за кошт пашырэння паласы ўзмацнення. Энергія імпульсу цяперашняга 10-ватнага ультракароткіх лазера складае каля 300 джоўляў, а нізкі парог пашкоджання рашоткі кампрэсара робіць апертуру прамяня ў цэлым большай за 300 мм. Імпульсны прамень з шырынёй імпульсу 20~30 фемтасекунд і дыяфрагмай 300 мм лёгка пераносіць скажэнні прасторава-часавай сувязі, асабліва скажэнні фронту імпульсу. На малюнку 1 (a) паказана прасторава-часовае раздзяленне фронту імпульсу і фазавага фронту, выкліканае дысперсіяй ролі прамяня, прычым першы паказвае «прасторава-часавы нахіл» адносна другога. Іншы - гэта больш складанае «скрыўленне прасторы-часу», выкліканае сістэмай лінзаў. ФІГ. 1 (b) паказвае ўплыў ідэальнага фронту імпульсу, нахіленага фронту імпульсу і выгнутага фронту імпульсу на прасторава-часавае скажэнне светлавога поля на мэты. У выніку інтэнсіўнасць сфакусаванага святла значна зніжаецца, што не спрыяе прымяненню звышкароткага лазера ў моцным полі.

ФІГ. 1 (а) нахіл фронту імпульсу, выкліканы прызмай і рашоткай, і (б) уплыў скажэнні фронту імпульсу на прасторава-часавае светлавое поле на мішэні

Ультрамоцны кантроль хуткасці імпульсуультракароткіх лазер
У цяперашні час пучкі Беселя, атрыманыя канічным суперпазіцыяй плоскіх хваль, паказалі прымяненне ў фізіцы лазераў моцнага поля. Калі канічна накладзены імпульсны прамень мае восесіметрычнае размеркаванне фронту імпульсу, то інтэнсіўнасць геаметрычнага цэнтра генераванага пакета рэнтгенаўскіх хваль, як паказана на малюнку 2, можа быць пастаяннай звышсветлавай, пастаяннай дасветлавай, паскоранай звышсветлавай і запаволенай дасветлавай. Нават спалучэнне дэфармаванага люстэрка і прасторавага мадулятара святла фазавага тыпу можа ствараць адвольную прасторава-часавую форму фронту імпульсу, а затым ствараць адвольную кіраваную хуткасць перадачы. Вышэйзгаданы фізічны эфект і яго тэхналогія мадуляцыі могуць пераўтварыць «скажэнне» фронту імпульсу ў «кантроль» фронту імпульсу, а затым рэалізаваць мэту мадуляцыі хуткасці перадачы звышмоцнага ультракароткага лазера.

ФІГ. 2 Імпульсы (а) пастаяннага, хутчэйшага за светлавы, (б) пастаяннага дасветлавога, (с) паскоранага, хутчэйшага за святло, і (г) запаволенага дасветлавога імпульсу, якія генеруюцца суперпазіцыяй, размешчаны ў геаметрычным цэнтры вобласці суперпазіцыі.

Нягледзячы на ​​тое, што скажэнне фронту імпульсу было выяўлена раней, чым супер ультракароткі лазер, яно выклікала вялікую заклапочанасць разам з распрацоўкай супер ультракароткага лазера. На працягу доўгага часу гэта не спрыяла рэалізацыі галоўнай мэты супер ультракароткага лазера - звышвысокай інтэнсіўнасці факусіроўкі святла, і даследчыкі працавалі над падаўленнем або ліквідацыяй розных скажэнняў фронту імпульсу. Сёння, калі «скажэнне фронту імпульсу» ператварылася ў «кантроль фронту імпульсу», ён дасягнуў рэгулявання хуткасці перадачы звышкароткага лазера, забяспечваючы новыя сродкі і новыя магчымасці для прымянення звышкароткага лазера ў фізіка лазера высокага поля.