Změňte rychlost pulzůsuper silný ultrakrátký laser
Superultrakrátké lasery se obecně vztahují na laserové pulzy s šířkou pulzu desítek a stovek femtosekund, špičkovým výkonem terawattů a petawattů a intenzitou jejich fokusovaného světla přesahující 1018 W/cm2. Superultrakrátké lasery a jimi generované superzářicí zdroje a zdroje vysokoenergetických částic mají širokou škálu uplatnění v mnoha základních výzkumných oblastech, jako je fyzika vysokých energií, fyzika částic, fyzika plazmatu, jaderná fyzika a astrofyzika, a výstupy výsledků vědeckého výzkumu pak mohou sloužit příslušným high-tech odvětvím, lékařství, environmentální energii a národní bezpečnosti. Od vynálezu technologie zesilování cvrlikavých pulzů v roce 1985 se objevil první světový wattový laser.laserv roce 1996 a dokončení prvního 10wattového laseru na světě v roce 2017 se v minulosti superultrakrátké lasery zaměřovaly především na dosažení „nejintenzivnějšího světla“. Studie v posledních letech ukázaly, že za podmínky udržování superlaserových pulzů a kontroly rychlosti přenosu pulzů superultrakrátkých laserů může v některých fyzikálních aplikacích dosáhnout dvojnásobného výsledku s polovičním úsilím, což by mělo snížit rozsah superultrakrátkých laserů.laserová zařízení, ale zlepšují jeho účinek v experimentech s laserovou fyzikou ve vysokém poli.
Zkreslení pulzní fronty ultrasilného ultrakrátkého laseru
Aby se dosáhlo špičkového výkonu při omezené energii, je šířka pulzu snížena na 20~30 femtosekund zvětšením šířky pásma zesílení. Energie pulzu současného 10-wattového ultrakrátkého laseru je přibližně 300 joulů a nízký práh poškození kompresorové mřížky způsobuje, že apertura paprsku je obecně větší než 300 mm. Pulzní paprsek s šířkou pulzu 20~30 femtosekund a aperturou 300 mm snadno snáší časoprostorové zkreslení vazby, zejména zkreslení čela pulzu. Obrázek 1 (a) ukazuje časoprostorové oddělení čela pulzu a fázového frontu způsobené disperzí rolí paprsku, přičemž první z nich ukazuje „časoprostorový náklon“ vzhledem k druhému. Druhým je složitější „zakřivení časoprostoru“ způsobené systémem čoček. Obrázek 1 (b) ukazuje vliv ideálního čela pulzu, šikmého čela pulzu a ohnutého čela pulzu na časoprostorové zkreslení světelného pole na cíli. V důsledku toho je intenzita zaostřeného světla výrazně snížena, což nevede k silné aplikaci ultrakrátkého laseru.
OBR. 1 (a) náklon čela pulzu způsobený hranolem a mřížkou a (b) vliv zkreslení čela pulzu na časoprostorové světelné pole na cíli
Pulzní regulace rychlosti ultra silnéhoultrakrátký laser
V současné době se Besselovy paprsky produkované kuželovou superpozicí rovinných vln ukázaly jako aplikační hodnota ve fyzice laserů s vysokým polem. Pokud má kuželový superponovaný pulzní paprsek osově symetrické rozložení čela pulzu, pak může být geometrická středová intenzita generovaného paketu rentgenových vln, jak je znázorněno na obrázku 2, konstantní superluminální, konstantní subluminální, zrychlená superluminální a zpomalená subluminální. Dokonce i kombinace deformovatelného zrcadla a fázového prostorového modulátoru světla může vytvořit libovolný časoprostorový tvar čela pulzu a následně dosáhnout libovolné řiditelné přenosové rychlosti. Výše uvedený fyzikální efekt a jeho modulační technologie mohou transformovat „zkreslení“ čela pulzu na „řízení“ čela pulzu a následně realizovat účel modulace přenosové rychlosti ultrasilného ultrakrátkého laseru.
OBR. 2 V geometrickém středu oblasti superpozice se nacházejí (a) konstantní nadsvětlové světelné impulsy, (b) konstantní podsvětlové světelné impulsy, (c) zrychlené nadsvětlové světelné impulsy a (d) zpomalené podsvětlové světelné impulsy.
Přestože objev zkreslení pulzní fronty je starší než u superultrakrátkých laserů, je s vývojem superultrakrátkých laserů široce sledován. Po dlouhou dobu to nepřispívalo k realizaci hlavního cíle superultrakrátkých laserů – ultravysoké intenzity zaostřování světla – a vědci pracovali na potlačení nebo odstranění různých zkreslení pulzní fronty. Dnes, když se „zkreslení pulzní fronty“ vyvinulo v „řízení pulzní fronty“, bylo dosaženo regulace přenosové rychlosti superultrakrátkých laserů, což poskytuje nové prostředky a nové příležitosti pro použití superultrakrátkých laserů ve fyzice laserů s vysokým polem.
Čas zveřejnění: 13. května 2024