Змяніце хуткасць імпульсаўзвышмагутны ультракароткі лазер
Звышультркароткімі лазерамі звычайна называюць лазерныя імпульсы з працягласцю імпульсу ў дзясяткі і сотні фемтасекунд, пікавай магутнасцю ў тэраваты і петаваты, а сфакусаваная інтэнсіўнасць святла перавышае 1018 Вт/см2. Звышультркароткі лазер і яго крыніца звышвыпраменьвання і крыніца высокаэнергетычных часціц маюць шырокі спектр прымянення ў многіх фундаментальных напрамках даследаванняў, такіх як фізіка высокіх энергій, фізіка часціц, фізіка плазмы, ядзерная фізіка і астрафізіка, а вынікі навуковых даследаванняў могуць быць выкарыстаны ў адпаведных высокатэхналагічных галінах прамысловасці, медыцыне, экалогіі і абароне. З моманту вынаходніцтва тэхналогіі ўзмацнення імпульсаў з чырпаваннем у 1985 годзе з'явіўся першы ў свеце ват-біт-літр.лазеру 1996 годзе і завяршэнне распрацоўкі першага ў свеце 10-ватнага лазера ў 2017 годзе, у мінулым звышультркароткі лазер у асноўным сканцэнтраваны на дасягненні «найбольш інтэнсіўнага святла». Даследаванні апошніх гадоў паказалі, што пры ўмове падтрымання імпульсаў звышультркароткага лазера, калі хуткасць перадачы імпульсаў можна кантраляваць, у некаторых фізічных прымяненнях гэта можа прынесці ўдвая большы вынік з удвая меншымі намаганнямі, што, як чакаецца, паменшыць маштабы звышультркароткага лазера.лазерныя прылады, але паляпшаюць яго эфект у эксперыментах па фізіцы высокага поля лазераў.
Скажэнне імпульснага фронту звышмоцнага ультракароткага лазера
Каб атрымаць пікавую магутнасць пры абмежаванай энергіі, шырыня імпульсу памяншаецца да 20~30 фемтасекунд за кошт пашырэння паласы паласы ўзмацнення. Энергія імпульсу цяперашняга 10-ватнага ультракароткага лазера складае каля 300 джоўляў, а нізкі парог пашкоджання кампрэсарнай рашоткі робіць апертуру прамяня звычайна большай за 300 мм. Імпульсны прамень з шырынёй імпульсу 20~30 фемтасекунд і апертурай 300 мм лёгка пераносіць прасторава-часавыя скажэнні сувязі, асабліва скажэнні фронту імпульсу. На малюнку 1 (а) паказана прасторава-часавае падзеленне фронту імпульсу і фазавага фронту, выкліканае дысперсіяй роляў прамяня, прычым першы паказвае «прасторава-часавы нахіл» адносна другога. Другі - больш складаная «скрыўленне прасторы-часу», выкліканае сістэмай лінзаў. На малюнку 1 (б) паказаны ўплыў ідэальнага фронту імпульсу, нахіленага фронту імпульсу і выгнутага фронту імпульсу на прасторава-часавае скажэнне светлавога поля на мішэні. У выніку інтэнсіўнасць сфакусаванага святла значна зніжаецца, што не спрыяе прымяненню моцнага поля звышкароткага лазера.
МАЛ. 1 (а) нахіл фронту імпульсу, выкліканы прызмай і кратамі, і (б) уплыў скажэння фронту імпульсу на прасторава-часавае светлавое поле на мішэні
Імпульсны кантроль хуткасці ультрамоцнагаультракароткі лазер
У цяперашні час пучкі Беселя, атрыманыя шляхам канічнай суперпазіцыі плоскіх хваль, паказалі прымяненне ў фізіцы лазераў высокага поля. Калі канічна накладзены імпульсны пучок мае восева-сіметрычнае размеркаванне фронту імпульсу, то геаметрычная цэнтральная інтэнсіўнасць згенераванага пакета рэнтгенаўскіх хваль, як паказана на малюнку 2, можа быць пастаяннай звышсвяцільнай, пастаяннай субсвяцільнай, паскоранай звышсвяцільнай і запаволенай субсвяцільнай. 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 «кіраванне» фронтам імпульсу, а затым рэалізаваць мэту мадуляцыі хуткасці перадачы звышмоцнага звышкароткага лазера.
МАЛ. 2. Імпульсы святла (а) пастаяннай хуткасці хутчэйшай за святло, (б) пастаяннай хуткасці падсвятла, (в) паскоранай хуткасці хутчэйшай за святло і (г) запаволенай хуткасці падсвятла, якія генеруюцца суперпазіцыяй, размешчаны ў геаметрычным цэнтры вобласці суперпазіцыі.
Нягледзячы на тое, што адкрыццё скажэння імпульснага фронту адбылося раней, чым адкрыццё звышкароткіх лазераў, яно выклікала шырокую заклапочанасць разам з распрацоўкай звышкароткіх лазераў. Доўгі час гэта не спрыяла рэалізацыі асноўнай мэты звышкароткіх лазераў — звышвысокай інтэнсіўнасці факусавання святла, і даследчыкі працавалі над падаўленнем або ліквідацыяй розных скажэнняў імпульснага фронту. Сёння, калі «скажэнне імпульснага фронту» ператварылася ў «кіраванне імпульсным фронтам», дасягнута рэгуляванне хуткасці перадачы звышкароткіх лазераў, што забяспечвае новыя сродкі і новыя магчымасці для прымянення звышкароткіх лазераў у фізіцы лазераў высокага поля.
Час публікацыі: 13 мая 2024 г.