Unykultrasnelle laserdiel twa
Dispersion en pulsfersprieding: Groep fertraging dispersion
Ien fan 'e lestichste technyske útdagings dy't tsjinkaam by it brûken fan ultrasnelle lasers is it behâld fan de doer fan' e ultra-koarte pulsen dy't ynearsten útstjoerd wurde troch delaser. Ultrasnelle pulsen binne tige gefoelich foar tiidferfoarming, wat de pulsen langer makket. Dit effekt wurdt slimmer as de doer fan 'e earste pols koarts wurdt. Wylst ultrasnelle lasers pulses mei in doer fan 50 sekonden kinne útstjoere, kinne se yn 'e tiid fersterke wurde troch spegels en linzen te brûken om de pols nei de doellokaasje te stjoeren, of sels gewoan de pols troch de loft te stjoeren.
Dizze tiidferfoarming wurdt kwantifisearre mei in maatregel neamd groep fertrage dispersion (GDD), ek wol bekend as twadde-order dispersion. Yn feite binne der ek hegere-oarder dispersion termen dy't kin beynfloedzje de tiid ferdieling fan ultrafart-laser pulses, mar yn 'e praktyk, it is meastal genôch krekt te ûndersykjen it effekt fan de GDD. GDD is in frekwinsje-ôfhinklike wearde dy't lineêr evenredich is mei de dikte fan in opjûn materiaal. Transmission-optika lykas lens, finster en objektive komponinten hawwe typysk positive GDD-wearden, wat oanjout dat ienris komprimearre pulsen de transmissie-optyk in langere pulsdoer jaan kinne as dy dy't útstjoerd wurde trochlaser systemen. Komponinten mei legere frekwinsjes (dus langere golflingten) propagearje flugger as komponinten mei hegere frekwinsjes (dus koartere golflingten). As de pols troch mear en mear matearje giet, sil de golflingte yn 'e pols fierder en fierder útwreidzje yn 'e tiid. Foar koartere puls durations, en dêrom bredere bânbreedte, dit effekt wurdt fierder oerdreaun en kin resultearje yn signifikante puls tiid ferfoarming.
Ultrasnelle laserapplikaasjes
spektroskopy
Sûnt de komst fan ultrasnelle laserboarnen hat spektroskopie ien fan har wichtichste tapassingsgebieten west. Troch de polsdoer te ferleegjen nei femtosekonden of sels attosekonden, kinne no dynamyske prosessen yn natuerkunde, skiekunde en biology realisearre wurde dy't histoarysk ûnmooglik wiene om te observearjen. Ien fan 'e kaaiprosessen is atoombeweging, en de observaasje fan atoombeweging hat it wittenskiplik begryp fan fûnemintele prosessen ferbettere lykas molekulêre trilling, molekulêre dissosjaasje en enerzjyoerdracht yn fotosyntetyske aaiwiten.
bioimaging
Peak-power ultrasnelle lasers stypje net-lineêre prosessen en ferbetterje resolúsje foar biologyske ôfbylding, lykas multi-fotonmikroskopie. Yn in multi-fotonsysteem, om in net-lineêr sinjaal te generearjen fan in biologysk medium of fluorescent doel, moatte twa fotonen oerlappe yn romte en tiid. Dit net-lineêre meganisme ferbetteret ôfbyldingsresolúsje troch signifikant ferminderjen fan eftergrûnfluorescenssignalen dy't stúdzjes fan ien-fotonprosessen pleage. De ferienfâldige sinjaal eftergrûn wurdt yllustrearre. De lytsere eksitaasjeregio fan 'e multifotonmikroskoop foarkomt ek fototoxisiteit en minimearret skea oan it probleem.
Ofbylding 1: In foarbylddiagram fan in beampaad yn in multi-fotonmikroskoop eksperimint
Laser materiaal ferwurking
Ultrasnelle laserboarnen hawwe ek lasermikromachining en materiaalferwurking revolúsjonearre troch de unike manier wêrop ultrakoarte pulses ynteraksje mei materialen. Lykas earder neamd, by it besprekken fan LDT, is de ultrasnelle pulsdoer flugger as de tiidskaal fan waarmtediffusie yn it rooster fan it materiaal. Ultrafast lasers produsearje in folle lytsere waarmte-oandwaande sône asnanosekonde pulsearre lasers, resultearret yn legere incision ferliezen en krekter ferwurkjen. Dit prinsipe is ek fan tapassing op medyske tapassingen, wêr't de ferhege presyzje fan ultrafart-lasersnijen helpt om skea oan omlizzende weefsel te ferminderjen en de pasjintûnderfining te ferbetterjen tidens laserchirurgie.
Attosecond pulses: de takomst fan ultrasnelle lasers
As ûndersyk bliuwt ultrasnelle lasers foarút, wurde nije en ferbettere ljochtboarnen mei koartere pulsduraasjes ûntwikkele. Om ynsjoch te krijen yn flugger fysike prosessen, rjochtsje in protte ûndersikers har op 'e generaasje fan attosekonde-pulsen - sawat 10-18 s yn it ekstreme ultraviolet (XUV) golflingteberik. Attosecond-pulsen tastean it folgjen fan elektroanenbeweging en ferbetterje ús begryp fan elektroanyske struktuer en kwantummeganika. Wylst de yntegraasje fan XUV-attosecond-lasers yn yndustriële prosessen noch wichtige foarútgong hat makke, sil trochgeand ûndersyk en foarútgong op it fjild dizze technology hast wis út it laboratoarium en yn fabrikaazje triuwe, lykas it gefal west hat mei femtosecond en picosecondlaser boarnen.
Post tiid: Jun-25-2024