Zmeňte rýchlosť impulzovsuper silný ultrakrátky laser
Superultrakrátke lasery sa vo všeobecnosti vzťahujú na laserové impulzy so šírkou impulzu desiatok a stoviek femtosekúnd, špičkovým výkonom terawattov a petawattov a ich intenzita zaostreného svetla presahuje 1018 W/cm2. Superultrakrátke lasery a ním generované super žiarenie a zdroj vysokoenergetických častíc majú široké uplatnenie v mnohých základných výskumných smeroch, ako je fyzika vysokých energií, fyzika častíc, fyzika plazmy, jadrová fyzika a astrofyzika, a výstupy vedeckého výskumu potom môžu slúžiť príslušným high-tech odvetviam, zdravotníctvu, environmentálnej energii a národnej obrannej bezpečnosti. Od vynálezu technológie zosilňovania cvrlikajúcich impulzov v roku 1985 sa objavil prvý na svete wattový laser.laserv roku 1996 a dokončenia prvého 10-wattového laseru na svete v roku 2017 sa superultrakrátke lasery v minulosti zameriavali najmä na dosiahnutie „najintenzívnejšieho svetla“. V posledných rokoch štúdie ukázali, že za podmienky udržiavania superlaserových impulzov, ak je možné kontrolovať rýchlosť prenosu impulzov superultrakrátkych laserov, môže to v niektorých fyzikálnych aplikáciách priniesť dvojnásobný výsledok s polovičným úsilím, čo by malo znížiť rozsah superultrakrátkych laserov.laserové zariadenia, ale zlepšiť jeho účinok v experimentoch s laserovou fyzikou s vysokým poľom.
Skreslenie pulzného čela ultrasilného ultrakrátkeho laseru
Aby sa dosiahol špičkový výkon pri obmedzenej energii, šírka impulzu sa zníži na 20 až 30 femtosekúnd zväčšením šírky pásma zosilnenia. Energia impulzu súčasného 10-wattového ultrakrátkeho laseru je približne 300 joulov a nízky prah poškodenia mriežky kompresora spôsobuje, že apertúra lúča je vo všeobecnosti väčšia ako 300 mm. Pulzný lúč so šírkou impulzu 20 až 30 femtosekund a apertúrou 300 mm ľahko prenáša priestorovo-časové skreslenie väzby, najmä skreslenie frontu impulzu. Obrázok 1 (a) znázorňuje priestorovo-časové oddelenie frontu impulzu a fázového frontu spôsobené rozptylom lúča, pričom prvý z nich vykazuje „priestorovo-časový sklon“ vzhľadom na druhý. Druhý je zložitejšie „zakrivenie časopriestoru“ spôsobené systémom šošoviek. Obrázok 1 (b) znázorňuje vplyv ideálneho frontu impulzu, nakloneného frontu impulzu a ohnutého frontu impulzu na priestorovo-časové skreslenie svetelného poľa na cieli. V dôsledku toho je intenzita zaostreného svetla výrazne znížená, čo nie je priaznivé pre aplikáciu silného poľa super ultrakrátkeho laseru.
OBR. 1 (a) sklon čela impulzu spôsobený hranolom a mriežkou a (b) vplyv skreslenia čela impulzu na časopriestorové svetelné pole na cieli
Ovládanie rýchlosti impulzov ultra silnéhoultrakrátky laser
V súčasnosti sa Besselove lúče vytvorené kužeľovitou superpozíciou rovinných vĺn ukázali ako aplikačné využitie vo fyzike laserov s vysokým poľom. Ak má kužeľovito superponovaný pulzný lúč osovo symetrické rozloženie čela impulzu, potom geometrická stredová intenzita generovaného paketu röntgenových vĺn, ako je znázornené na obrázku 2, môže byť konštantná superluminálna, konštantná subluminálna, zrýchlená superluminálna a spomalená subluminálna. Dokonca aj kombinácia deformovateľného zrkadla a fázového priestorového modulátora svetla môže vytvoriť ľubovoľný časopriestorový tvar čela impulzu a následne dosiahnuť ľubovoľnú regulovateľnú rýchlosť prenosu. Vyššie uvedený fyzikálny efekt a jeho modulačná technológia môžu transformovať „skreslenie“ čela impulzu na „riadenie“ čela impulzu a následne dosiahnuť účel modulácie rýchlosti prenosu ultrasilného ultrakrátkeho laseru.
OBR. 2 V geometrickom strede oblasti superpozície sa nachádzajú (a) konštantné impulzy rýchlejšie ako svetlo, (b) konštantné impulzy podsvetla, (c) zrýchlené impulzy rýchlejšie ako svetlo a (d) spomalené impulzy podsvetla generované superpozíciou.
Hoci objav skreslenia pulzného frontu je skorší ako objav superultrakrátkych laserov, spolu s vývojom superultrakrátkych laserov sa mu venuje veľká pozornosť. Dlho to neprispievalo k dosiahnutiu hlavného cieľa superultrakrátkych laserov – ultravysokej intenzity zaostrovania svetla – a výskumníci pracovali na potlačení alebo eliminácii rôznych skreslení pulzného frontu. Dnes, keď sa „skreslenie pulzného frontu“ vyvinulo do „riadenia pulzného frontu“, dosiahla sa regulácia prenosovej rýchlosti superultrakrátkych laserov, čo poskytuje nové prostriedky a nové príležitosti pre použitie superultrakrátkych laserov vo fyzike laserov s vysokým poľom.
Čas uverejnenia: 13. mája 2024