Süper güçlü ultra kısa lazerin darbe hızını değiştirin.

Nabız hızını değiştirinsüper güçlü ultra kısa lazer

Süper ultra kısa lazerler genellikle, darbe genişlikleri onlarca ve yüzlerce femtosaniye, tepe güçleri terawatt ve petawatt olan ve odaklanmış ışık yoğunluğu 10¹⁸ W/cm²'yi aşan lazer darbelerini ifade eder. Süper ultra kısa lazer ve 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 geniş bir uygulama değerine sahiptir ve bilimsel araştırma sonuçları daha sonra ilgili yüksek teknoloji endüstrilerine, tıp sağlığına, çevre enerjisine ve ulusal savunma güvenliğine hizmet edebilir. 1985'te cıvıltılı darbe yükseltme teknolojisinin icadından bu yana, dünyanın ilk vuruş watt'ının ortaya çıkışı gerçekleşti.lazer1996'da başlayan ve 2017'de dünyanın ilk 10 watt'lık lazerinin tamamlanmasıyla devam eden süreçte, süper ultra kısa lazerlerin geçmişteki odak noktası esas olarak "en yoğun ışığı" elde etmek olmuştur. Son yıllarda yapılan çalışmalar, süper lazer darbelerinin korunması 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 lazerlerin ölçeğini küçültmeyi amaçlamaktadır.lazer cihazlarıAncak yüksek alanlı lazer fiziği deneylerinde etkisini artırır.

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 beygir gücündeki ultra kısa lazerin darbe enerjisi yaklaşık 300 joule'dür ve kompresör ızgarasının düşük hasar eşiği, ışın açıklığının genellikle 300 mm'den büyük olmasını sağlar. 20~30 femtosaniye darbe genişliğine ve 300 mm açıklığa sahip darbe ışını, özellikle darbe cephesinin bozulması olmak üzere, uzamsal-zamansal eşleşme bozulmasını kolayca taşır. Şekil 1 (a), ışın rol dağılımından kaynaklanan darbe cephesi ve faz cephesinin uzamsal-zamansal ayrımını göstermektedir ve ilki ikincisine göre bir "uzamsal-zamansal eğim" göstermektedir. Diğeri ise mercek sisteminden kaynaklanan daha karmaşık "uzay-zaman eğriliği"dir. ŞEKİL 1 (b), ideal darbe önü, eğimli darbe önü ve bükülmüş darbe önü etkilerinin hedef üzerindeki ışık alanının uzamsal-zamansal bozulmasına etkilerini göstermektedir. Sonuç olarak, odaklanmış ışık yoğunluğu büyük ölçüde azalır, bu da süper ultra kısa lazerin güçlü alan uygulaması için elverişli değildir.

ŞEKİL 1 (a) prizma ve ızgaranın 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 süperpozisyonuyla üretilen Bessel ışınları, yüksek alanlı lazer fiziğinde uygulama değeri göstermiştir. Konik olarak süperpoze edilmiş darbeli bir ışın eksenel simetrik bir darbe önü dağılımına sahipse, Şekil 2'de gösterildiği gibi üretilen X-ışını dalga paketinin geometrik merkez yoğunluğu sabit süperlüminel, sabit altlüminel, hızlandırılmış süperlüminel ve yavaşlatılmış altlüminel olabilir. Hatta deforme edilebilir ayna ve faz tipi uzamsal ışık modülatörünün kombinasyonu, darbe önünün keyfi uzamsal-zamansal şeklini üretebilir ve ardından keyfi olarak kontrol edilebilir iletim hızı üretebilir. Yukarıdaki fiziksel etki ve modülasyon teknolojisi, darbe önünün "bozulmasını" darbe önünün "kontrolüne" dönüştürebilir ve böylece ultra güçlü ultra kısa lazerin iletim hızını modüle etme amacını gerçekleştirebilir.

ŞEKİL 2 Süperpozisyon tarafından üretilen (a) sabit ışıktan hızlı, (b) sabit ışık altı, (c) hızlandırılmış ışıktan hızlı ve (d) yavaşlatılmış ışık altı ışık darbeleri, süperpozisyon bölgesinin geometrik merkezinde yer almaktadır.

Darbe önü bozulmasının keşfi süper ultra kısa lazerlerden daha önce gerçekleşmiş olsa da, süper ultra kısa lazerlerin geliştirilmesiyle birlikte geniş çapta ilgi görmüştür. Uzun süre boyunca, süper ultra kısa lazerlerin temel hedefi olan ultra yüksek odaklı ışık yoğunluğunun gerçekleştirilmesine elverişli olmamış ve araştırmacılar çeşitli darbe önü bozulmalarını bastırmak veya ortadan kaldırmak için çalışmışlardır. Bugün, "darbe önü bozulması" "darbe önü kontrolü"ne dönüştüğünde, süper ultra kısa lazerlerin iletim hızının düzenlenmesi sağlanmış ve süper ultra kısa lazerlerin yüksek alanlı lazer fiziğindeki uygulamaları için yeni araçlar ve yeni fırsatlar sunulmuştur.