Ibdel il-veloċità tal-polz tal-laser ultrashort super-qawwi

Ibdel il-veloċità tal-polz tal-laser ultrashort super-qawwi

Lejżers ultra-qosra super ġeneralment jirreferu għal impulsi tal-lejżer b'wisa 'tal-polz ta' għexieren u mijiet ta 'femtosekondi, qawwa massima ta' terawatts u petawatts, u l-intensità tad-dawl ffukata tagħhom taqbeż 1018 W / ċm2. Lejżer super ultra-qasir 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 bażiċi ta' riċerka bħal fiżika ta 'enerġija għolja, fiżika tal-partiċelli, fiżika tal-plażma, fiżika nukleari u astrofiżika, u l-output ta' xjentifiċi ir-riżultati tar-riċerka jistgħu mbagħad iservu l-industriji ta 'teknoloġija avvanzata rilevanti, is-saħħa medika, l-enerġija ambjentali u s-sigurtà tad-difiża nazzjonali. Mill-invenzjoni tat-teknoloġija ta 'amplifikazzjoni tal-polz chirped fl-1985, l-emerġenza ta' l-ewwel watt taħbit fid-dinjalaserfl-1996 u t-tlestija tal-ewwel laser 10-beat watt fid-dinja fl-2017, il-fokus tal-laser super ultra-qasir fil-passat kien prinċipalment biex jinkiseb l-"aktar dawl intens". F'dawn l-aħħar snin, studji wrew li taħt il-kondizzjoni taż-żamma tal-polz tal-laser super, jekk il-veloċità tat-trażmissjoni tal-polz 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 biex titnaqqas l-iskala ta 'super ultra-qasirapparati tal-laser, iżda ttejjeb l-effett tagħha f'esperimenti tal-fiżika tal-lejżer ta 'kamp għoli.

Distorsjoni ta 'quddiem tal-polz ta' laser ultrashort ultra-qawwi
Sabiex tinkiseb l-ogħla qawwa taħt enerġija limitata, il-wisa 'tal-polz titnaqqas għal 20 ~ 30 femtoseconds billi tkabbar il-bandwidth tal-gwadann. L-enerġija tal-polz tal-lejżer ultra-qasir attwali ta '10-munqar-watt hija ta' madwar 300 joules, u l-limitu ta 'ħsara baxxa tal-ħakk tal-kompressur jagħmel l-apertura tar-raġġ ġeneralment akbar minn 300 mm. Ir-raġġ tal-polz b'wisa 'ta' polz ta '20 ~ 30 femtosecond 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 spazjo-temporali tal-faċċata tal-polz u l-faċċata tal-fażi kkawżata mid-dispersjoni tar-rwol tar-raġġ, u tal-ewwel turi "inklinazzjoni spazjo-temporali" relattiva għall-aħħar. L-ieħor huwa l-aktar kumpless "kurvatura ta 'spazju-ħin" ikkawżat mis-sistema tal-lenti. FIG. 1 (b) juri l-effetti ta 'quddiem tal-polz ideali, quddiem tal-polz inklinat u quddiem tal-polz mgħawweġ fuq id-distorsjoni spazjali-temporali tal-kamp tad-dawl fuq il-mira. Bħala riżultat, l-intensità tad-dawl iffukat titnaqqas ħafna, li ma twassalx għall-applikazzjoni qawwija fil-qasam tal-laser super ultra-qasir.

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

Kontroll tal-veloċità tal-polz ta 'ultra-qawwijalaser ultrashort
Fil-preżent, ir-raġġi Bessel prodotti minn superpożizzjoni konika ta 'mewġ pjan wrew valur ta' applikazzjoni fil-fiżika tal-lejżer ta 'kamp għoli. Jekk raġġ ta 'impulsi koniku superimpost għandu distribuzzjoni ta' quddiem tal-polz assisimetriku, allura l-intensità taċ-ċentru ġeometrika 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 ta' fażi tista 'tipproduċi forma spazjo-temporali arbitrarja tal-faċċata tal-polz, u mbagħad tipproduċi veloċità ta' trażmissjoni arbitrarja kontrollabbli. L-effett fiżiku ta 'hawn fuq u t-teknoloġija tal-modulazzjoni tiegħu jistgħu jittrasformaw id- "distorsjoni" tal-front tal-polz f'"kontroll" tal-front tal-polz, u mbagħad jirrealizzaw l-iskop li jimmodulaw il-veloċità tat-trażmissjoni tal-laser ultra-qasir ultra-qawwi.

FIG. 2 Il-(a) kostanti aktar mgħaġġel mid-dawl, (b) sublight kostanti, (c) aċċellerati aktar malajr mid-dawl, u (d) impulsi tad-dawl sublight deċelerati ġenerati mis-superpożizzjoni jinsabu fiċ-ċentru ġeometriku tar-reġjun tas-superpożizzjoni

Għalkemm l-iskoperta tad-distorsjoni ta 'quddiem tal-polz hija aktar kmieni minn laser super ultra-qasir, kienet imħassba b'mod wiesa' flimkien mal-iżvilupp ta 'laser super ultra-qasir. Għal żmien twil, ma jwassalx għar-realizzazzjoni tal-għan ewlieni tal-laser super ultra-qasir - intensità tad-dawl li jiffoka ultra-għoli, u r-riċerkaturi ilhom jaħdmu biex jrażżnu jew jeliminaw diversi distorsjoni ta 'quddiem tal-polz. Illum, meta d- "distorsjoni ta 'quddiem tal-polz" żviluppat fi "kontroll ta' quddiem tal-polz", kisbet ir-regolamentazzjoni tal-veloċità tat-trażmissjoni tal-laser super ultra-qasir, li tipprovdi mezzi ġodda u opportunitajiet ġodda għall-applikazzjoni ta 'laser super ultra-qasir f' fiżika tal-lejżer ta 'kamp għoli.