Unikal ultrafast lazer ikinci hissə

Unikalultra sürətli lazerikinci hissə

Dispersiya və nəbz yayılması: Qrup gecikməsi dispersiyası
Ultrasürətli lazerlərdən istifadə edərkən qarşıya çıxan ən çətin texniki problemlərdən biri ilkin olaraq lazer tərəfindən buraxılan ultra-qısa impulsların müddətini saxlamaqdır.lazer. Ultra sürətli impulslar zamanın təhrifinə çox həssasdır, bu da impulsları daha uzun edir. İlkin nəbzin müddəti qısaldıqca bu təsir daha da pisləşir. Ultrasürətli lazerlər 50 saniyə müddətində impulslar buraxa bilsələr də, nəbzi hədəf yerə ötürmək üçün güzgülər və linzalardan istifadə etməklə zamanla gücləndirilə, hətta nəbzi sadəcə hava ilə ötürə bilərlər.

Bu zaman təhrifi ikinci dərəcəli dispersiya kimi tanınan qrup gecikmiş dispersiya (GDD) adlanan ölçüdən istifadə etməklə ölçülür. Əslində, ultrafart-lazer impulslarının vaxt paylanmasına təsir göstərə bilən daha yüksək səviyyəli dispersiya şərtləri də var, lakin praktikada adətən GDD-nin təsirini araşdırmaq kifayətdir. GDD, verilmiş materialın qalınlığı ilə xətti mütənasib olan tezlikdən asılı dəyərdir. Linza, pəncərə və obyektiv komponentlər kimi ötürmə optikləri adətən müsbət GDD dəyərlərinə malikdir, bu da onu göstərir ki, bir dəfə sıxılmış impulslar ötürmə optiklərinə emissiya edilənlərdən daha uzun impuls müddəti verə bilər.lazer sistemləri. Aşağı tezlikli komponentlər (yəni, daha uzun dalğa uzunluğu) daha yüksək tezlikli komponentlərdən (yəni, daha qısa dalğa uzunluqlu) daha sürətli yayılır. Nəbz getdikcə daha çox maddədən keçdikcə, nəbzdəki dalğa uzunluğu zamanla daha da uzanmağa davam edəcəkdir. Daha qısa nəbz müddətləri və buna görə də daha geniş bant genişliyi üçün bu təsir daha da şişirdilir və nəbz vaxtının əhəmiyyətli dərəcədə pozulması ilə nəticələnə bilər.

Ultra sürətli lazer tətbiqləri
spektroskopiya
Ultra sürətli lazer mənbələrinin meydana çıxmasından bəri spektroskopiya onların əsas tətbiq sahələrindən biri olmuşdur. Nəbz müddətini femtosaniyələrə və ya hətta attosaniyələrə qədər azaltmaqla fizika, kimya və biologiyada tarixən müşahidəsi mümkün olmayan dinamik proseslərə indi nail olmaq olar. Əsas proseslərdən biri atom hərəkətidir və atom hərəkətinin müşahidəsi fotosintetik zülallarda molekulyar vibrasiya, molekulyar dissosiasiya və enerji ötürülməsi kimi fundamental proseslərin elmi anlayışını təkmilləşdirmişdir.

bioimaging
Pik güclü ultrasürətli lazerlər qeyri-xətti prosesləri dəstəkləyir və çox fotonlu mikroskopiya kimi bioloji görüntüləmə üçün ayırdetmə qabiliyyətini yaxşılaşdırır. Çox fotonlu sistemdə bioloji mühitdən və ya flüoresan hədəfdən qeyri-xətti siqnal yaratmaq üçün iki foton məkan və zamanda üst-üstə düşməlidir. Bu qeyri-xətti mexanizm tək fotonlu proseslərin tədqiqini çətinləşdirən fon flüoresan siqnallarını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaqla təsvirin həllini yaxşılaşdırır. Sadələşdirilmiş siqnal fonu təsvir edilmişdir. Multifoton mikroskopun daha kiçik həyəcan bölgəsi də fototoksikliyin qarşısını alır və nümunənin zədələnməsini minimuma endirir.

Şəkil 1: Çox fotonlu mikroskop təcrübəsində şüa yolunun nümunə diaqramı

Materialın lazerlə işlənməsi
Ultrasürətli lazer mənbələri, həmçinin ultraqısa impulsların materiallarla qarşılıqlı əlaqədə olmasının unikal üsulu sayəsində lazer mikro emalında və materialın emalında inqilab etdi. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, LDT-ni müzakirə edərkən, ultrasürətli nəbz müddəti materialın qəfəsinə istilik diffuziyasının vaxt miqyasından daha sürətlidir. Ultrafast lazerlər daha kiçik istilikdən təsirlənən zona yaradırnanosaniyəlik impulslu lazerlər, daha az kəsik itkiləri və daha dəqiq emal ilə nəticələnir. Bu prinsip, həmçinin ultrafart-lazer kəsmənin artan dəqiqliyi ətrafdakı toxumaların zədələnməsini azaltmağa kömək edən və lazer əməliyyatı zamanı xəstə təcrübəsini yaxşılaşdıran tibbi tətbiqlərə də aiddir.

Attosecond impulslar: ultrasürətli lazerlərin gələcəyi
Tədqiqatlar ultrasürətli lazerləri inkişaf etdirməyə davam etdikcə, daha qısa impuls müddəti olan yeni və təkmilləşdirilmiş işıq mənbələri hazırlanır. Daha sürətli fiziki prosesləri başa düşmək üçün bir çox tədqiqatçı diqqətini attosaniyə impulslarının yaranmasına yönəldir - ekstremal ultrabənövşəyi (XUV) dalğa uzunluğu diapazonunda təxminən 10-18 s. Attosaniyə impulsları elektronların hərəkətini izləməyə imkan verir və elektron quruluş və kvant mexanikası haqqında anlayışımızı təkmilləşdirir. XUV attosaniyə lazerlərinin sənaye proseslərinə inteqrasiyası hələ də əhəmiyyətli irəliləyiş əldə etməsə də, bu sahədə davam edən tədqiqatlar və irəliləyişlər, demək olar ki, femtosaniyə və pikosaniyədə olduğu kimi, bu texnologiyanı laboratoriyadan çıxararaq istehsalata itələyəcək.lazer mənbələri.