Nabız hızını değiştirinsüper güçlü ultra kısa lazer
Süper ultra kısa lazerler genellikle onlarca ve yüzlerce femtosaniyelik darbe genişliklerine, teravat ve petavatlık tepe gücüne sahip lazer darbelerini ifade eder ve odaklanmış ışık yoğunlukları 1018 W/cm2'yi aşar. 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 yönünde geniş bir uygulama değerine sahiptir ve bilimsel araştırma sonuçlarının çıktısı daha sonra ilgili yüksek teknoloji endüstrilerine, tıbbi sağlık, çevre enerjisi ve ulusal savunma güvenliğine hizmet edebilir. 1985'te cıvıldayan darbe amplifikasyon teknolojisinin icat edilmesinden bu yana, dünyanın ilk vuruş watt'ının ortaya çıkışılazer1996'da ve 2017'de dünyanın ilk 10 vuruşluk watt lazerinin tamamlanmasıyla, geçmişte süper ultra kısa lazerin odak noktası esas olarak "en yoğun ışığı" elde etmek olmuştur. Son yıllarda yapılan çalışmalar, süper lazer darbelerinin sürdürülmesi koşuluyla, süper ultra kısa lazerin darbe iletim hızının kontrol edilebilmesi durumunda, bazı fiziksel uygulamalarda yarı çabayla iki kat sonuç elde edilebileceğini göstermiştir; bu da süper ultra kısa lazerin ölçeğini azaltması beklenmektedir.lazer cihazları, ancak yüksek alan lazer fiziği deneylerindeki etkisini artırır.
Ultra güçlü ultra kısa lazerin darbe ön yüzünün bozulması
Sınırlı enerji altında tepe gücü elde etmek için, kazanç bant genişliğini genişleterek darbe genişliği 20~30 femtosaniyeye düşürülür. Mevcut 10-gaga-watt ultra kısa lazerin darbe enerjisi yaklaşık 300 joule'dur ve kompresör ızgarasının düşük hasar eşiği, ışın açıklığını genellikle 300 mm'den daha büyük yapar. 20~30 femtosaniye darbe genişliğine ve 300 mm açıklığa sahip darbe ışını, özellikle darbe cephesinin bozulması olmak üzere, uzaysal-zamansal kuplaj bozulmasını kolayca taşır. Şekil 1 (a), ışın rol dağılımının neden olduğu darbe cephesi ve faz cephesinin uzaysal-zamansal ayrımını gösterir ve ilki, ikincisine göre bir "uzaysal-zamansal eğim" gösterir. Diğeri, mercek sisteminin neden olduğu daha karmaşık "uzay-zaman eğriliği"dir. ŞEKİL 1 (b), ideal darbe cephesi, eğimli darbe cephesi ve eğimli 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.
ŞEKİL 1 (a) prizma ve kafesin neden olduğu darbe cephesinin eğimi ve (b) darbe cephesinin bozulmasının hedef üzerindeki uzay-zaman ışık alanı üzerindeki etkisi
Ultra güçlü darbe hızı kontrolüultra kısa lazer
Şu anda, düzlem dalgaların konik üst üste binmesiyle üretilen Bessel ışınları, yüksek alan lazer fiziğinde uygulama değeri göstermiştir. Konik olarak üst üste bindirilmiş darbeli bir ışın, eksenel simetrik bir darbe cephesi dağılımına sahipse, Şekil 2'de gösterildiği gibi üretilen X-ışını dalga paketinin geometrik merkez yoğunluğu sabit süperluminal, sabit subluminal, hızlandırılmış superluminal ve yavaşlatılmış subluminal olabilir. Hatta deforme edilebilir ayna ve faz tipi uzaysal ışık modülatörünün kombinasyonu bile darbe cephesinin keyfi uzaysal-zamansal şeklini üretebilir ve ardından keyfi olarak kontrol edilebilir iletim hızı üretebilir. Yukarıdaki fiziksel etki ve modülasyon teknolojisi, darbe cephesinin "bozulmasını" darbe cephesinin "kontrolüne" dönüştürebilir ve ardından ultra güçlü ultra kısa lazerin iletim hızını modüle etme amacını gerçekleştirebilir.
ŞEKİL 2. Üst üste binmeyle üretilen (a) sabit ışıktan daha hızlı, (b) sabit ışık altı, (c) hızlandırılmış ışıktan daha hızlı ve (d) yavaşlatılmış ışık altı ışık darbeleri üst üste binme bölgesinin geometrik merkezinde yer almaktadır.
Darbe ön bozulmasının keşfi süper ultra kısa lazerden daha erken olmasına rağmen, süper ultra kısa lazerin geliştirilmesiyle birlikte yaygın olarak ilgi görmüştür. Uzun bir süredir, süper ultra kısa lazerin temel hedefi olan ultra yüksek odaklamalı ışık yoğunluğunun gerçekleştirilmesine elverişli değildi ve araştırmacılar çeşitli darbe ön bozulmalarını bastırmak veya ortadan kaldırmak için çalışıyorlardı. Günümüzde, "darbe ön bozulması" "darbe ön kontrolü"ne dönüştüğünde, süper ultra kısa lazerin iletim hızının düzenlenmesini sağladı ve süper ultra kısa lazerin yüksek alan lazer fiziğinde uygulanması için yeni araçlar ve yeni fırsatlar sağladı.
Yayınlanma zamanı: 13-Mayıs-2024