Ibdel il-veloċità tal-polz tal-lejżer ultra-qasir super-qawwi

Ibdel il-veloċità tal-polz tal-lejżer ultra-qasir super-qawwi

Lejżers super ultra-qosra ġeneralment jirreferu għal impulsi tal-lejżer b'wisa' tal-impuls ta' għexieren u mijiet ta' femtosekondi, qawwa massima ta' terawatts u petawatts, u l-intensità tad-dawl iffukat tagħhom taqbeż l-1018 W/cm2. Il-lejżer super ultra-qosra u s-sors ta' radjazzjoni super iġġenerat tiegħu u s-sors ta' partiċelli ta' enerġija għolja għandhom firxa wiesgħa ta' valur ta' applikazzjoni f'ħafna direzzjonijiet ta' riċerka bażika bħall-fiżika tal-enerġija għolja, il-fiżika tal-partiċelli, il-fiżika tal-plażma, il-fiżika nukleari u l-astrofiżika, u l-output tar-riżultati tar-riċerka xjentifika jista' mbagħad iservi l-industriji rilevanti ta' teknoloġija għolja, is-saħħa medika, l-enerġija ambjentali u s-sigurtà tad-difiża nazzjonali. Mill-invenzjoni tat-teknoloġija tal-amplifikazzjoni tal-impulsi chirped fl-1985, il-feġġ tal-ewwel watt beat fid-dinjalejżerFl-1996 u t-tlestija tal-ewwel laser ta' 10 watt fid-dinja fl-2017, l-enfasi tal-laser super ultra-qasir fil-passat kienet prinċipalment li tikseb l-"aktar dawl intens". Fi snin reċenti, studji wrew li taħt il-kundizzjoni li jinżammu impulsi tal-laser super, jekk il-veloċità tat-trażmissjoni tal-impuls tal-laser super ultra-qasir tista' tiġi kkontrollata, tista' ġġib id-doppju tar-riżultat b'nofs l-isforz f'xi applikazzjonijiet fiżiċi, li huwa mistenni li jnaqqas l-iskala tal-laser super ultra-qasirapparati tal-lejżer, iżda jtejjeb l-effett tiegħu f'esperimenti tal-fiżika tal-lejżer b'kamp għoli.

Distorsjoni tal-front tal-polz ta' lejżer ultra-qasir ultra-qawwi
Sabiex tinkiseb il-qawwa massima taħt enerġija limitata, il-wisa' tal-polz titnaqqas għal 20~30 femtosekondi billi titkabbar il-bandwidth tal-qligħ. L-enerġija tal-polz tal-lejżer ultra-qasir ta' 10 watt attwali hija ta' madwar 300 joule, u l-limitu baxx ta' ħsara tal-gradilja tal-kompressur jagħmel l-apertura tar-raġġ ġeneralment akbar minn 300 mm. Ir-raġġ tal-polz b'wisa' tal-polz ta' 20~30 femtosekondi u apertura ta' 300 mm huwa faċli biex iġorr id-distorsjoni tal-akkoppjar spazjotemporali, speċjalment id-distorsjoni tal-front tal-polz. Il-Figura 1(a) turi s-separazzjoni spazjotemporali tal-front tal-polz u l-front tal-fażi kkawżata mid-dispersjoni tar-rwol tar-raġġ, u tal-ewwel turi "inklinazzjoni spazjotemporali" relattiva għat-tieni. L-oħra hija l-"kurvatura tal-ispazju-ħin" aktar kumplessa kkawżata mis-sistema tal-lenti. Il-FIGURA 1(b) turi l-effetti tal-front tal-polz ideali, il-front tal-polz inklinat u l-front tal-polz mgħawweġ fuq id-distorsjoni spazjotemporali tal-kamp tad-dawl fuq il-mira. Bħala riżultat, l-intensità tad-dawl iffukat hija mnaqqsa ħafna, u dan ma jwassalx għall-applikazzjoni qawwija tal-lejżer super ultra-qasir.

FIG. 1 (a) l-inklinazzjoni tal-front tal-polz ikkawżata mill-priżma u l-gradilja, u (b) l-effett tad-distorsjoni tal-front tal-polz fuq il-kamp tad-dawl spazju-ħin fuq il-mira

Kontroll tal-veloċità tal-polz ta' ultra-qawwilejżer ultra-qasir
Fil-preżent, ir-raġġi Bessel prodotti minn superpożizzjoni konika ta' mewġ pjan urew valur ta' applikazzjoni fil-fiżika tal-lejżer ta' kamp għoli. Jekk raġġ pulsat superimpost konikament ikollu distribuzzjoni assimetrika tal-front tal-polz, allura l-intensità taċ-ċentru ġeometriku tal-pakkett tal-mewġ tar-raġġi-X iġġenerat kif muri fil-Figura 2 tista' tkun superluminali kostanti, subluminali kostanti, superluminali aċċellerata, u subluminali deċelerata. Anke l-kombinazzjoni ta' mera deformabbli u modulatur tad-dawl spazjali tat-tip tal-fażi tista' tipproduċi forma spazjo-temporali arbitrarja tal-front tal-polz, u mbagħad tipproduċi veloċità ta' trasmissjoni kontrollabbli arbitrarja. L-effett fiżiku ta' hawn fuq u t-teknoloġija ta' modulazzjoni tiegħu jistgħu jittrasformaw id-"distorsjoni" tal-front tal-polz f'"kontroll" tal-front tal-polz, u mbagħad jirrealizzaw l-iskop tal-modulazzjoni tal-veloċità tat-trasmissjoni ta' lejżer ultra-qasir ultra-qasir.

FIG. 2 L-impulsi tad-dawl (a) kostanti aktar mgħaġġel mid-dawl, (b) subdawl kostanti, (c) aċċellerat aktar mgħaġġel mid-dawl, u (d) deċelerat tas-subdawl iġġenerati minn superpożizzjoni jinsabu fiċ-ċentru ġeometriku tar-reġjun ta' superpożizzjoni

Għalkemm l-iskoperta tad-distorsjoni tal-front tal-polz hija aktar kmieni mil-lejżer super ultra-qasir, din ilha tinvolvi ħafna tħassib flimkien mal-iżvilupp tal-lejżer super ultra-qasir. Għal żmien twil, din ma kinitx ta' għajnuna għar-realizzazzjoni tal-għan ewlieni tal-lejżer super ultra-qasir – intensità tad-dawl iffukata ultra-għolja, u r-riċerkaturi ilhom jaħdmu biex jrażżnu jew jeliminaw diversi distorsjonijiet tal-front tal-polz. Illum, meta d-"distorsjoni tal-front tal-polz" żviluppat f'"kontroll tal-front tal-polz", din kisbet ir-regolazzjoni tal-veloċità tat-trażmissjoni tal-lejżer super ultra-qasir, u pprovdiet mezzi u opportunitajiet ġodda għall-applikazzjoni tal-lejżer super ultra-qasir fil-fiżika tal-lejżer b'kamp għoli.