Változtassa meg az impulzus sebességétszupererős ultrarövid lézer
A szuper ultrarövid lézerek általában olyan lézerimpulzusokra vonatkoznak, amelyek impulzusszélessége tíz és száz femtoszekundum, csúcsteljesítményük terawatt és petawatt, fókuszált fényintenzitásuk pedig meghaladja az 1018 W/cm2-t. A szuper ultrarövid lézer és az általa generált szuper sugárforrás, valamint a nagy energiájú részecskeforrás széleskörű alkalmazási értékkel rendelkezik számos alapkutatási területen, mint például a nagy energiájú fizika, a részecskefizika, a plazmafizika, a magfizika és az asztrofizika, és a tudományos kutatási eredmények ezután a releváns high-tech iparágakat, az egészségügyet, a környezeti energiát és a nemzetvédelmi biztonságot szolgálhatják. A csiripelt impulzuserősítési technológia 1985-ös feltalálása óta megjelent a világ első beat watt lézere.lézer1996-ban, majd a világ első 10 ütemes wattos lézerének 2017-es elkészültével a szuper ultrarövid lézerek fókuszában a múltban főként a „legintenzívebb fény” elérése állt. Az elmúlt években tanulmányok kimutatták, hogy a szuperlézer impulzusok fenntartása mellett, ha a szuper ultrarövid lézer impulzusátviteli sebessége szabályozható, egyes fizikai alkalmazásokban kétszeres eredményt hozhat feleannyi erőfeszítéssel, ami várhatóan csökkenti a szuper ultrarövid lézerek méretét.lézeres eszközök, de javítja a hatását a nagy térerejű lézerfizikai kísérletekben.
Ultraerős ultrarövid lézer impulzusfrontjának torzulása
A korlátozott energia melletti csúcsteljesítmény eléréséhez az impulzusszélességet 20~30 femtoszekundumra csökkentik az erősítési sávszélesség növelésével. A jelenlegi 10 csövekből álló ultrarövid lézer impulzusenergiája körülbelül 300 joule, és a kompresszorrács alacsony károsodási küszöbe miatt a nyalábnyílás általában nagyobb, mint 300 mm. A 20~30 femtoszekundumos impulzusszélességű és 300 mm-es apertúrájú impulzusnyaláb könnyen elviseli a térbeli-időbeli csatolási torzítást, különösen az impulzusfront torzulását. Az 1. ábra (a) a nyalábszerelvény-diszperzió okozta impulzusfront és fázisfront térbeli-időbeli elkülönülését mutatja, az előbbi pedig az utóbbihoz képest „térbeli-időbeli dőlést” mutat. A másik a lencserendszer által okozott összetettebb „téridő-görbület”. Az 1. ábra (b) az ideális impulzusfront, a ferde impulzusfront és a hajlított impulzusfront hatását mutatja a céltárgy fénymezőjének térbeli-időbeli torzulására. Ennek eredményeként a fókuszált fényintenzitás jelentősen csökken, ami nem kedvez a szuper ultrarövid lézer erős terepi alkalmazásának.
1. ÁBRA (a) a prizma és a rács okozta impulzusfront dőlése, és (b) az impulzusfront torzulásának hatása a céltárgy tér-idő fényterére
Ultra erős impulzussebesség-szabályozásultrarövid lézer
Jelenleg a síkhullámok kúpos szuperpozíciójával előállított Bessel-nyalábok alkalmazási értéket mutatnak a nagy térerejű lézerfizikában. Ha egy kúposán egymásra helyezett impulzusnyaláb tengelyszimmetrikus impulzusfront-eloszlással rendelkezik, akkor a generált röntgenhullám-csomag geometriai középpontjának intenzitása, amint az a 2. ábrán látható, lehet állandó szuperluminális, állandó szubluminális, gyorsított szuperluminális és lassított szubluminális. Még a deformálható tükör és a fázis típusú térbeli fénymodulátor kombinációja is képes az impulzusfront tetszőleges téridőbeli alakját létrehozni, majd tetszőlegesen szabályozható átviteli sebességet produkálni. A fenti fizikai hatás és modulációs technológiája az impulzusfront „torzítását” az impulzusfront „szabályozásává” alakíthatja, és ezáltal megvalósíthatja az ultraerős, ultrarövid lézer átviteli sebességének modulálását.
2. ÁBRA A szuperpozíció által generált (a) állandó fénysebességnél gyorsabb, (b) állandó fény alatti, (c) gyorsított fénysebességnél gyorsabb és (d) lassított fény alatti fényimpulzusok a szuperpozíciós régió geometriai középpontjában helyezkednek el.
Bár az impulzusfront-torzítás felfedezése korábbi, mint a szuper ultrarövid lézereké, a szuper ultrarövid lézerek fejlesztésével együtt széles körű érdeklődés övezte. Hosszú ideig nem segítette elő a szuper ultrarövid lézerek fő céljának – az ultramagas fókuszáló fényintenzitás – megvalósítását, és a kutatók azon dolgoztak, hogy elnyomják vagy kiküszöböljék a különféle impulzusfront-torzításokat. Napjainkban, amikor az „impulzusfront-torzítás” „impulzusfront-szabályozássá” fejlődött, lehetővé vált a szuper ultrarövid lézerek átviteli sebességének szabályozása, új eszközöket és lehetőségeket kínálva a szuper ultrarövid lézerek alkalmazására a nagy térerejű lézerfizikában.
Közzététel ideje: 2024. május 13.