Spremenite hitrost utripasuper močan ultrakratek laser
Super ultra-kratki laserji se na splošno nanašajo na laserske impulze s širino impulza na desetine in stotine femtosekund, največjo močjo teravatov in petavatov, njihova intenzivnost fokusirane svetlobe pa presega 1018 W/cm2. Super ultrakratki laser in njegov ustvarjeni vir super sevanja in visokoenergijski vir delcev imajo širok spekter uporabne vrednosti v številnih temeljnih raziskovalnih smereh, kot so fizika visokih energij, fizika delcev, fizika plazme, jedrska fizika in astrofizika, ter rezultati znanstvenih Rezultati raziskav lahko nato služijo ustreznim visokotehnološkim industrijam, zdravstvenemu zdravju, okoljski energiji in nacionalni obrambni varnosti. Od iznajdbe tehnologije ojačevanja čivkajočih impulzov leta 1985 do pojava prvega beat wata na svetulaserleta 1996 in dokončanje prvega 10-taktnega vatnega laserja na svetu leta 2017 je bil v preteklosti osredotočenost super ultra kratkega laserja predvsem na doseganje »najintenzivnejše svetlobe«. V zadnjih letih so študije pokazale, da pod pogojem vzdrževanja super laserskih impulzov, če je mogoče nadzorovati hitrost prenosa impulza super ultra kratkega laserja, lahko pri nekaterih fizičnih aplikacijah prinese dvakrat boljši rezultat s polovico manj truda, kar se pričakuje. zmanjšati obseg super ultrakratkihlaserske naprave, vendar izboljšajo njegov učinek v eksperimentih laserske fizike z visokim poljem.
Popačenje impulzne fronte ultra-močnega ultrakratkega laserja
Da bi dosegli največjo moč pri omejeni energiji, se širina impulza zmanjša na 20–30 femtosekund s povečanjem pasovne širine ojačanja. Energija impulza trenutnega 10-vatnega ultra kratkega laserja je približno 300 joulov, zaradi nizkega praga poškodbe rešetke kompresorja pa je odprtina žarka na splošno večja od 300 mm. Impulzni žarek s širino impulza 20 ~ 30 femtosekund in odprtino 300 mm zlahka prenese popačenje prostorsko-časovne sklopke, zlasti popačenje sprednje strani pulza. Slika 1 (a) prikazuje prostorsko-časovno ločitev fronte impulza in fazne fronte, ki jo povzroča disperzija vloge žarka, prva pa prikazuje "prostorsko-časovni nagib" glede na drugo. Drugi je bolj zapletena "ukrivljenost prostora-časa", ki jo povzroča sistem leč. FIG. 1 (b) prikazuje učinke idealne fronte impulza, nagnjene fronte impulza in upognjene fronte impulza na prostorsko-časovno popačenje svetlobnega polja na tarči. Posledično se intenzivnost fokusirane svetlobe močno zmanjša, kar ni ugodno za močno poljsko uporabo super ultrakratkega laserja.
FIG. 1 (a) nagib fronte impulza, ki ga povzročata prizma in rešetka, in (b) učinek popačenja fronte impulza na svetlobno polje prostor-čas na tarči
Nadzor hitrosti impulza ultra močanultrakratki laser
Trenutno so Besselovi žarki, proizvedeni s konično superpozicijo ravnih valov, pokazali uporabno vrednost v laserski fiziki visokega polja. Če ima konično superponiran impulzni žarek osno simetrično porazdelitev fronte impulza, je lahko geometrijska središčna intenziteta ustvarjenega paketa rentgenskih valov, kot je prikazano na sliki 2, konstantna superluminalna, konstantna subluminalna, pospešena superluminalna in upočasnjena subluminalna. Tudi kombinacija deformabilnega zrcala in modulatorja prostorske svetlobe faznega tipa lahko proizvede poljubno prostorsko-časovno obliko fronte impulza in nato proizvede poljubno nadzorovano hitrost prenosa. Zgornji fizični učinek in njegova tehnologija modulacije lahko spremenita "popačenje" fronte impulza v "nadzor" fronte impulza in nato uresničita namen modulacije hitrosti prenosa ultra-močnega ultra-kratkega laserja.
FIG. 2 (a) konstantni podsvetlobni impulzi, (b) konstantna podsvetlobni, (c) pospešeni podsvetlobni impulzi in (d) upočasnjeni podsvetlobni svetlobni impulzi, ustvarjeni s superpozicijo, se nahajajo v geometrijskem središču območja superpozicije
Čeprav je odkritje popačenja spredaj impulza zgodnejše od super ultra-kratkega laserja, je bilo veliko zaskrbljenost skupaj z razvojem super ultra-kratkega laserja. Dolgo časa ne prispeva k uresničitvi osrednjega cilja super ultra-kratkega laserja – ultra-visoke fokusne intenzivnosti svetlobe, zato so si raziskovalci prizadevali zatreti ali odpraviti različna popačenja sprednje strani impulza. Danes, ko se je "izkrivljanje spredaj impulza" razvilo v "nadzor spredaj impulza", je dosegel regulacijo hitrosti prenosa super ultra kratkega laserja, kar zagotavlja nova sredstva in nove priložnosti za uporabo super ultra kratkega laserja v laserska fizika visokega polja.
Čas objave: 13. maj 2024