Unykultrasnelle laserdiel twa
Fersprieding en pulsfersprieding: Groepsfertragingsfersprieding
Ien fan 'e dregste technyske útdagings dy't tsjinkomme by it brûken fan ultrasnelle lasers is it behâlden fan 'e doer fan' e ultrakoarte pulsen dy't yn earste ynstânsje útstjoerd wurde troch delaserUltrasnelle pulsen binne tige gefoelich foar tiidferfoarming, wêrtroch't de pulsen langer binne. Dit effekt wurdt slimmer as de doer fan 'e earste puls koarter wurdt. Wylst ultrasnelle lasers pulsen kinne útstjoere mei in doer fan 50 sekonden, kinne se yn 'e tiid fersterke wurde troch spegels en lenzen te brûken om de puls nei de doellokaasje oer te bringen, of sels gewoan troch de loft oer te bringen.
Dizze tiidferfoarming wurdt kwantifisearre mei in mjitte neamd groepfertrage fersprieding (GDD), ek wol bekend as twadde-oarder fersprieding. Eins binne d'r ek hegere-oarder ferspriedingstermen dy't de tiidferdieling fan ultrafart-laserpulsen kinne beynfloedzje, mar yn 'e praktyk is it meastentiids genôch om allinich it effekt fan' e GDD te ûndersykjen. GDD is in frekwinsje-ôfhinklike wearde dy't lineêr evenredich is mei de dikte fan in bepaald materiaal. Transmissieoptyk lykas lens-, finster- en objektivkomponinten hawwe typysk positive GDD-wearden, wat oanjout dat ienris komprimearre pulsen de transmissieoptyk in langere pulsduer kinne jaan as dy útstjoerd trochlasersystemenKomponinten mei legere frekwinsjes (d.w.s. langere golflingten) ferspriedje har rapper as komponinten mei hegere frekwinsjes (d.w.s. koartere golflingten). As de puls troch mear en mear matearje giet, sil de golflingte yn 'e puls him fierder en fierder yn 'e tiid útwreidzje. Foar koartere pulsduerren, en dêrom bredere bânbreedten, wurdt dit effekt fierder oerdreaun en kin it resultearje yn wichtige pulstiidferfoarming.
Ultrasnelle laserapplikaasjes
spektroskopie
Sûnt de komst fan ultrasnelle laserboarnen is spektroskopie ien fan har wichtichste tapassingsgebieten west. Troch de pulsduer te ferminderjen nei femtosekonden of sels attosekonden, kinne dynamyske prosessen yn natuerkunde, skiekunde en biology dy't histoarysk ûnmooglik te observearjen wiene, no berikt wurde. Ien fan 'e wichtichste prosessen is atoombeweging, en de observaasje fan atoombeweging hat it wittenskiplik begryp fan fûnemintele prosessen lykas molekulêre trilling, molekulêre dissosiaasje en enerzjy-oerdracht yn fotosyntetyske proteïnen ferbettere.
bioôfbylding
Ultrasnelle lasers mei piekkrêft stypje net-lineare prosessen en ferbetterje de resolúsje foar biologyske ôfbylding, lykas multi-fotonmikroskopie. Yn in multi-fotonsysteem moatte twa fotonen inoar oerlaapje yn romte en tiid om in net-linear sinjaal te generearjen fan in biologysk medium of fluorescerend doelwyt. Dit net-lineare meganisme ferbetteret de ôfbyldingsresolúsje troch eftergrûnfluoreszinsjesignalen dy't ûndersiken fan single-fotonprosessen pleagje, signifikant te ferminderjen. De ferienfâldige sinjaalachtergrûn wurdt yllustrearre. It lytsere eksitaasjegebiet fan 'e multi-fotonmikroskoop foarkomt ek fototoxiciteit en minimalisearret skea oan it stekproef.
Figuer 1: In foarbylddiagram fan in strielpaad yn in multi-foton mikroskoopeksperimint
Lasermateriaalferwurking
Ultrasnelle laserboarnen hawwe ek in revolúsje teweegbrocht yn lasermikrobewurking en materiaalferwurking fanwegen de unike manier wêrop ultrakoarte pulsen ynteraksje hawwe mei materialen. Lykas earder neamd, by it besprekken fan LDT, is de ultrasnelle pulsduer rapper as de tiidskaal fan waarmtediffúzje yn it roaster fan it materiaal. Ultrasnelle lasers produsearje in folle lytsere waarmte-beynfloede sône asnanosekonde pulsearre lasers, wat resulteart yn legere ynsnijingsferliezen en krekter ferwurking. Dit prinsipe is ek fan tapassing op medyske tapassingen, wêrby't de ferhege presyzje fan ultrafart-lasersnijden helpt om skea oan omlizzende weefsel te ferminderjen en de ûnderfining fan 'e pasjint tidens laserchirurgie ferbetteret.
Attosekonde-pulsen: de takomst fan ultrasnelle lasers
Wylst ûndersyk trochgiet mei it ûntwikkeljen fan ultrasnelle lasers, wurde nije en ferbettere ljochtboarnen mei koartere pulsduer ûntwikkele. Om ynsjoch te krijen yn fluggere fysike prosessen, rjochtsje in protte ûndersikers har op it generearjen fan attosekondepulsen - sawat 10-18 s yn it ekstreme ultraviolette (XUV) golflingteberik. Attosekondepulsen meitsje it mooglik om elektronbeweging te folgjen en ferbetterje ús begryp fan elektroanyske struktuer en kwantummeganika. Wylst de yntegraasje fan XUV-attosekondelasers yn yndustriële prosessen noch gjin wichtige foarútgong makke hat, sil oanhâldend ûndersyk en foarútgong op dit mêd dizze technology hast wis út it laboratoarium en yn 'e produksje triuwe, lykas it gefal west hat mei femtosekonde en pikosekonde.laserboarnen.
Pleatsingstiid: 25 juny 2024