Dawl viżibbli ta' taħt l-20 femtosekondisors tal-lejżer pulsat sintonizzabbli
Riċentement, tim ta’ riċerka mir-Renju Unit ippubblika studju innovattiv, fejn ħabbar li żviluppaw b’suċċess sistema aġġustabbli ta’ dawl viżibbli ta’ taħt l-20 femtosekond fil-livell ta’ megawatt.sors tal-lejżer pulsatDan is-sors tal-lejżer pulsat, ultraveloċilejżer tal-fibraSistema kapaċi tiġġenera impulsi b'tul ta' mewġ li jista' jiġi aġġustat, tul ta' żmien ultra-qasir, enerġiji għoljin sa 39 nanojoules, u qawwa massima li taqbeż iż-2 megawatts, u b'hekk tiftaħ prospetti ta' applikazzjoni ġodda fjamanti għal oqsma bħall-ispettroskopija ultraveloċi, l-immaġini bijoloġika, u l-ipproċessar industrijali.
Il-qofol ewlieni ta’ din it-teknoloġija jinsab fil-kombinazzjoni ta’ żewġ metodi avvanzati: “Amplifikazzjoni mhux lineari mmaniġġjata bil-qligħ (GMNA)” u “emissjoni ta’ mewġa dispersiva reżonanti (RDW)”. Fil-passat, biex jinkisbu impulsi ultra-qosra aġġustabbli ta’ prestazzjoni għolja bħal dawn, ġeneralment kienu meħtieġa lejżers tat-titanju-żaffir jew amplifikaturi parametriċi ottiċi għaljin u kumplessi. Dawn l-apparati mhux biss kienu għaljin, goffi, u diffiċli biex jinżammu, iżda wkoll limitati minn rati ta’ ripetizzjoni u firxiet ta’ rfinar baxxi. Is-soluzzjoni kollha tal-fibra żviluppata din id-darba mhux biss tissimplifika b’mod sinifikanti l-arkitettura tas-sistema iżda tnaqqas ukoll ħafna l-ispejjeż u l-kumplessità. Tippermetti l-ġenerazzjoni diretta ta’ impulsi ta’ qawwa għolja sub-20 femtosekondi, aġġustabbli għal 400 sa 700 nanometru u lil hinn bi frekwenza ta’ ripetizzjoni għolja ta’ 4.8 MHz. It-tim tar-riċerka kiseb dan l-avvanz permezz ta’ arkitettura tas-sistema ddisinjata b’mod preċiż. L-ewwelnett, użaw oxxillatur tal-fibra tal-itterbju mode-locked li jippreserva kompletament il-polarizzazzjoni bbażat fuq mera taċ-ċirku ta’ amplifikazzjoni mhux lineari (NALM) bħala s-sors taż-żerriegħa. Dan id-disinn mhux biss jiżgura l-istabbiltà fit-tul tas-sistema, iżda jevita wkoll il-problema tad-degradazzjoni tal-assorbenti saturati fiżiċi. Wara l-preamplifikazzjoni u l-kompressjoni tal-impulsi, l-impulsi taż-żerriegħa jiġu introdotti fl-istadju GMNA. Il-GMNA juża modulazzjoni tal-fażi awtonoma u distribuzzjoni asimmetrika lonġitudinali tal-qligħ fil-fibri ottiċi biex jikseb twessigħ spettrali u jiġġenera impulsi ultra-qosra b'ċirp lineari kważi perfett, li fl-aħħar mill-aħħar jiġu kkompressati għal inqas minn 40 femtosekondi permezz ta' pari ta' gradilji. Matul l-istadju tal-ġenerazzjoni RDW, ir-riċerkaturi użaw fibri vojta minn ġewwa b'disa' reżonaturi anti-reżonanza ddisinjati u manifatturati minnhom stess. Dan it-tip ta' fibra ottika għandu telf estremament baxx fil-medda tal-impulsi tal-pompa u fir-reġjun tad-dawl viżibbli, li jippermetti li l-enerġija tiġi konvertita b'mod effiċjenti mill-pompa għall-mewġa mxerrda u tevita l-interferenza kkawżata mill-medda reżonanti ta' telf għoli. Taħt il-kundizzjonijiet ottimali, l-enerġija tal-impuls tal-mewġa ta' dispersjoni li toħroġ mis-sistema tista' tilħaq 39 nanojoule, l-iqsar wisa' tal-impuls tista' tilħaq 13-il femtosekondi, il-qawwa massima tista' tkun għolja daqs 2.2 megawatt, u l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija tista' tkun għolja daqs 13%. Saħansitra aktar eċċitanti huwa li billi jiġu aġġustati l-pressjoni tal-gass u l-parametri tal-fibra, is-sistema tista' tiġi estiża faċilment għall-meded ultravjola u infra-aħmar, u b'hekk jinkiseb irfinar ta' medda wiesgħa minn ultravjola profonda għal infra-aħmar.
Din ir-riċerka mhux biss għandha importanza sinifikanti fil-qasam fundamentali tal-fotonika, iżda tiftaħ ukoll sitwazzjoni ġdida għall-oqsma industrijali u tal-applikazzjoni. Pereżempju, f'oqsma bħall-immaġini tal-mikroskopija b'ħafna fotoni, l-ispettroskopija b'riżoluzzjoni tal-ħin ultraveloċi, l-ipproċessar tal-materjali, il-mediċina ta' preċiżjoni, u r-riċerka tal-ottika mhux lineari ultraveloċi, dan it-tip ġdid ta' sors ta' dawl ultraveloċi kompatt, effiċjenti u bi prezz baxx se jipprovdi lill-utenti b'għodod u flessibbiltà bla preċedent. Speċjalment f'xenarji li jeħtieġu rati għoljin ta' ripetizzjoni, qawwa massima u impulsi ultra-qosra, din it-teknoloġija hija bla dubju aktar kompetittiva u għandha potenzjal ta' promozzjoni akbar meta mqabbla mas-sistemi tradizzjonali tat-titanju-żaffir jew ta' amplifikazzjoni parametrika ottika.
Fil-futur, it-tim tar-riċerka qed jippjana li jottimizza aktar is-sistema, bħall-integrazzjoni tal-arkitettura attwali li fiha diversi komponenti ottiċi ta' spazju ħieles f'fibri ottiċi, jew saħansitra l-użu ta' oxxillatur Mamyshev wieħed biex jissostitwixxi l-kombinazzjoni attwali ta' oxxillatur u amplifikatur, sabiex tinkiseb il-minjaturizzazzjoni u l-integrazzjoni tas-sistema. Barra minn hekk, billi tadatta għal tipi differenti ta' fibri anti-reżonanza, tintroduċi gassijiet attivi Raman u moduli li jirdoppjaw il-frekwenza, din is-sistema hija mistennija li tiġi estiża għal medda usa', u tipprovdi soluzzjonijiet tal-lejżer ultraveloċi, b'medda wiesgħa u b'fibra kollha għal diversi oqsma bħad-dawl ultravjola, id-dawl viżibbli u l-infra-aħmar.
Figura 1. Dijagramma skematika tal-irfinar tal-lejżer pulsat
Ħin tal-posta: 28 ta' Mejju 2025