Süper güçlü ultra kısa lazerin darbe hızını değiştirin

Darbe hızını değiştirinsüper güçlü ultra kısa lazer

Süper ultra kısa lazerler genellikle onlarca ve yüzlerce femtosaniye darbe genişliğine sahip, terawatt ve petawatt tepe gücüne sahip ve odaklanmış ışık yoğunluğu 1018 W/cm2'yi aşan lazer darbelerini ifade eder. Süper ultra kısa lazer ve onun ürettiği süper radyasyon kaynağı ve yüksek enerjili parçacık kaynağı, yüksek enerji fiziği, parçacık fiziği, plazma fiziği, nükleer fizik ve astrofizik gibi birçok temel araştırma alanında ve bilimsel çıktılarda geniş bir uygulama değerine sahiptir. Araştırma sonuçları daha sonra ilgili yüksek teknoloji endüstrilerine, tıbbi sağlığa, çevresel enerjiye ve ulusal savunma güvenliğine hizmet edebilir. 1985 yılında cıvıl cıvıl nabız amplifikasyon teknolojisinin icat edilmesinden bu yana, dünyanın ilk beat watt'ının ortaya çıkışılazer1996'da dünyanın ilk 10 vuruş watt'lık lazerinin 2017'de tamamlanmasıyla, geçmişte süper ultra kısa lazerin odak noktası esas olarak "en yoğun ışığı" elde etmekti. Son yıllarda yapılan çalışmalar, süper lazer darbelerinin muhafaza edilmesi koşuluyla, süper ultra kısa lazerin darbe iletim hızı kontrol edilebilirse, bazı fiziksel uygulamalarda beklenenin yarısı kadar çaba ile iki kat sonuç getirebileceğini göstermiştir. süper ultra kısanın ölçeğini azaltmak içinlazer cihazları, ancak yüksek alanlı lazer fiziği deneylerinde etkisini artırın.

Ultra güçlü ultra kısa lazerin darbe cephesinin bozulması
Sınırlı enerji altında tepe gücü elde etmek için, kazanç bant genişliği genişletilerek darbe genişliği 20~30 femtosaniyeye düşürülür. Mevcut 10 gaga watt'lık ultra kısa lazerin darbe enerjisi yaklaşık 300 joule'dür ve kompresör ızgarasının düşük hasar eşiği, ışın açıklığının genel olarak 300 mm'den büyük olmasını sağlar. 20~30 femtosaniye darbe genişliği ve 300 mm açıklığa sahip darbe ışınının uzay-zamansal bağlantı distorsiyonunu, özellikle de darbe cephesinin distorsiyonunu taşıması kolaydır. Şekil 1 (a), ışın rolü dağılımının neden olduğu darbe cephesi ve faz cephesinin uzaysal-zamansal ayrılmasını gösterir ve ilki, ikincisine göre bir "uzaysal-zamansal eğimi" gösterir. Diğeri ise mercek sisteminin neden olduğu daha karmaşık “uzay-zaman eğriliğidir”. İNCİR. Şekil 1 (b), ideal darbe cephesi, eğimli darbe cephesi ve bükülmüş darbe cephesinin hedef üzerindeki ışık alanının uzaysal-zamansal bozulması üzerindeki etkilerini göstermektedir. Sonuç olarak, odaklanmış ışık yoğunluğu büyük ölçüde azalır ve bu da süper ultra kısa lazerin güçlü alan uygulamasına elverişli değildir.

İNCİR. Şekil 1 (a) prizma ve ızgaranın neden olduğu darbe cephesinin eğimi ve (b) darbe cephesindeki bozulmanın hedef üzerindeki uzay-zaman ışık alanı üzerindeki etkisi

Ultra güçlü darbe hızı kontrolüultra kısa lazer
Şu anda, düzlem dalgaların konik üst üste bindirilmesiyle üretilen Bessel ışınları, yüksek alan lazer fiziğinde uygulama değeri göstermiştir. Konik olarak üst üste bindirilmiş bir darbeli ışının eksenel simetrik bir darbe ön dağılımı varsa, Şekil 2'de gösterildiği gibi oluşturulan X-ışını dalga paketinin geometrik merkez yoğunluğu sabit süperluminal, sabit subluminal, hızlandırılmış süperluminal ve yavaşlamış subluminal olabilir. Deforme olabilen ayna ve faz tipi uzamsal ışık modülatörünün kombinasyonu bile, darbe cephesinin isteğe bağlı uzay-zamansal şeklini üretebilir ve ardından isteğe bağlı olarak kontrol edilebilir iletim hızı üretebilir. Yukarıdaki fiziksel etki ve modülasyon teknolojisi, darbe cephesinin "bozulmasını" darbe cephesinin "kontrolüne" dönüştürebilir ve daha sonra ultra güçlü ultra kısa lazerin iletim hızını modüle etme amacını gerçekleştirebilir.

İNCİR. 2 Süperpozisyon tarafından üretilen (a) sabit ışıktan hızlı, (b) sabit alt ışık, (c) ışıktan hızlı hızlandırılmış ve (d) yavaşlamış ışık altı ışık darbeleri, süperpozisyon bölgesinin geometrik merkezinde yer alır.

Darbe ön distorsiyonunun keşfi süper ultra kısa lazerden daha erken olmasına rağmen, süper ultra kısa lazerin geliştirilmesiyle birlikte geniş çapta ilgi görmüştür. Uzun süredir, süper ultra kısa lazerin temel amacı olan ultra yüksek odaklanan ışık yoğunluğunun gerçekleştirilmesine yardımcı olmuyor ve araştırmacılar, çeşitli darbe ön bozulmalarını bastırmak veya ortadan kaldırmak için çalışıyorlar. Bugün, "ön darbe distorsiyonu" "ön darbe kontrolüne" dönüştüğünde, süper ultra kısa lazerin iletim hızının düzenlenmesini sağlayarak, süper ultra kısa lazerin lazer uygulamalarında uygulanması için yeni araçlar ve yeni fırsatlar sağladı. yüksek alan lazer fiziği.