Změňte rychlost pulsusuper silný ultrakrátký laser
Super ultrakrátké lasery obecně označují laserové pulsy s šířkou pulsů desítek a stovek femtosekund, špičkovým výkonem terawattů a petawattů a jejich intenzita soustředěného světla přesahuje 1018 W/cm2. Super ultrakrátký laser a jeho generovaný zdroj super záření a zdroj částic s vysokou energií mají širokou škálu aplikačních hodnot v mnoha směrech základního výzkumu, jako je fyzika vysokých energií, fyzika částic, fyzika plazmatu, jaderná fyzika a astrofyzika a výstupy vědeckého výzkumu. Výsledky výzkumu pak mohou sloužit příslušným odvětvím špičkových technologií, zdravotnictví, energetice životního prostředí a bezpečnosti národní obrany. Od vynálezu technologie cvrlikání pulzního zesílení v roce 1985 se objevil první beat watt na světělaserv roce 1996 a dokončení prvního 10-bitového wattového laseru na světě v roce 2017 se super ultrakrátký laser v minulosti zaměřoval především na dosažení „nejintenzivnějšího světla“. Studie v posledních letech ukázaly, že za podmínek zachování superlaserových pulsů, pokud lze řídit rychlost přenosu pulsů super ultrakrátkého laseru, může přinést dvojnásobný výsledek s polovičním úsilím v některých fyzických aplikacích, což se očekává snížit rozsah super ultrakrátkýchlaserová zařízení, ale zlepšit jeho účinek v experimentech laserové fyziky s vysokým polem.
Zkreslení přední části pulsu ultra silného ultrakrátkého laseru
Aby bylo dosaženo špičkového výkonu při omezené energii, je šířka pulsu snížena na 20~30 femtosekund zvětšením šířky pásma zesílení. Energie pulzu současného ultrakrátkého laseru o výkonu 10 zobáků je asi 300 joulů a nízký práh poškození kompresorové mřížky činí aperturu paprsku obecně větší než 300 mm. Pulzní paprsek s šířkou pulzu 20~30 femtosekund a aperturou 300 mm snadno přenáší zkreslení časoprostorové vazby, zejména zkreslení čela pulzu. Obrázek 1 (a) ukazuje časoprostorové oddělení čela pulsu a fázové fronty způsobené rozptylem role paprsku a první ukazuje „časoprostorový sklon“ vzhledem k druhému. Druhým je složitější „zakřivení časoprostoru“ způsobené systémem čoček. OBR. 1(b) ukazuje vliv čela ideálního pulsu, nakloněné čela pulsu a ohnutého čela pulsu na časoprostorové zkreslení světelného pole na cíli. Výsledkem je, že intenzita zaostřeného světla je výrazně snížena, což neprospívá aplikaci silného pole super ultrakrátkého laseru.
OBR. 1 (a) naklonění čela pulsu způsobené hranolem a mřížkou a (b) vliv zkreslení čela pulsu na časoprostorové světelné pole na cíli.
Pulzní řízení rychlosti ultra-silnéultrakrátký laser
V současné době Besselovy svazky produkované kuželovou superpozicí rovinných vln vykazují aplikační hodnotu ve fyzice laserů s vysokým polem. Pokud má kónicky superponovaný pulzní paprsek osově symetrické rozdělení pulsů, pak intenzita geometrického středu generovaného balíčku rentgenových vln, jak je znázorněno na obrázku 2, může být konstantní superluminální, konstantní subluminální, zrychlený superluminální a zpomalený subluminální. Dokonce i kombinace deformovatelného zrcadla a modulátoru prostorového světla fázového typu může vytvořit libovolný časoprostorový tvar čela pulsu a poté vytvořit libovolně ovladatelnou přenosovou rychlost. Výše uvedený fyzikální efekt a jeho modulační technologie dokáže přeměnit „zkreslení“ čela pulsu na „ovládání“ čela pulsu a následně realizovat účel modulace přenosové rychlosti ultra silného ultrakrátkého laseru.
OBR. 2 (a) konstantní rychlejší než světlo, (b) konstantní podsvětlo, (c) zrychlené rychleji než světlo a (d) zpomalené podsvětelné pulzy generované superpozicí jsou umístěny v geometrickém středu oblasti superpozice
Přestože objev pulzního předního zkreslení je dřívější než u super ultrakrátkého laseru, byl spolu s vývojem super ultrakrátkého laseru široce znepokojen. Po dlouhou dobu to nepřispívá k realizaci hlavního cíle super ultrakrátkého laseru – ultra vysoké intenzity zaostření světla, a výzkumníci pracují na potlačení nebo odstranění různých zkreslení pulsu. Dnes, kdy se „pulzní přední zkreslení“ rozvinulo v „pulzní přední ovládání“, dosáhlo regulace přenosové rychlosti super ultrakrátkého laseru, což poskytuje nové prostředky a nové příležitosti pro aplikaci super ultrakrátkého laseru v fyzika laseru ve vysokém poli.
Čas odeslání: 13. května 2024