Unikalultra sürətli lazerikinci hissə
Dispersiya və impuls yayılması: Qrup gecikməsinin dispersiyası
Ultrasürətli lazerlərdən istifadə edərkən qarşılaşılan ən çətin texniki çətinliklərdən biri, əvvəlcə şüalanan ultra qısa impulsların müddətini qorumaqdır.lazerUltrasürətli impulslar zaman təhrifinə çox həssasdır və bu da impulsları daha uzun edir. İlkin impulsun müddəti qısaldıqca bu təsir daha da pisləşir. Ultrasürətli lazerlər 50 saniyəlik impulslar buraxa bilsə də, güzgülər və linzalardan istifadə edərək impulsu hədəf nöqtəsinə ötürməklə və ya hətta sadəcə impulsu hava vasitəsilə ötürməklə zamanla gücləndirilə bilər.
Bu zaman təhrifi, qrup gecikmiş dispersiyası (GDD) adlanan və ikinci dərəcəli dispersiya kimi də tanınan bir ölçü ilə kəmiyyətləşdirilir. Əslində, ultrafart-lazer impulslarının zaman paylanmasına təsir göstərə biləcək daha yüksək dərəcəli dispersiya terminləri də mövcuddur, lakin praktikada adətən GDD-nin təsirini araşdırmaq kifayətdir. GDD, müəyyən bir materialın qalınlığına xətti mütənasib olan tezlikdən asılı bir dəyərdir. Linza, pəncərə və obyektiv komponentləri kimi ötürmə optikası adətən müsbət GDD dəyərlərinə malikdir, bu da göstərir ki, sıxıldıqdan sonra impulslar ötürmə optikasına şüalananlardan daha uzun bir impuls müddəti verə bilər.lazer sistemləriDaha aşağı tezlikli (yəni daha uzun dalğa uzunluqlu) komponentlər daha yüksək tezlikli (yəni daha qısa dalğa uzunluqlu) komponentlərdən daha sürətli yayılır. İmpuls getdikcə daha çox maddədən keçdikcə, impulsdakı dalğa uzunluğu zamanla daha da uzanmağa davam edəcək. Daha qısa impuls müddətləri və buna görə də daha geniş bant genişlikləri üçün bu təsir daha da şişirdilir və əhəmiyyətli dərəcədə impuls vaxtının təhrifinə səbəb ola bilər.
Ultra sürətli lazer tətbiqləri
spektroskopiya
Ultrasürətli lazer mənbələrinin meydana gəlməsindən bəri spektroskopiya onların əsas tətbiq sahələrindən biri olmuşdur. İmpuls müddətini femtosaniyələrə və ya hətta attosaniyələrə endirməklə, fizika, kimya və biologiyada tarixən müşahidə edilməsi mümkün olmayan dinamik proseslərə nail olmaq mümkündür. Əsas proseslərdən biri atom hərəkətidir və atom hərəkətinin müşahidəsi fotosintetik zülallarda molekulyar vibrasiya, molekulyar dissosiasiya və enerji ötürülməsi kimi fundamental proseslərin elmi anlaşılmasını yaxşılaşdırmışdır.
biogörüntüləmə
Pik güclü ultrasürətli lazerlər qeyri-xətti prosesləri dəstəkləyir və çoxfotonlu mikroskopiya kimi bioloji görüntüləmə üçün qətnaməni artırır. Çoxfotonlu sistemdə bioloji mühitdən və ya flüoresan hədəfdən qeyri-xətti siqnal yaratmaq üçün iki foton məkan və zaman baxımından üst-üstə düşməlidir. Bu qeyri-xətti mexanizm tək fotonlu proseslərin tədqiqatlarını çətinləşdirən fon flüoresans siqnallarını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaqla görüntüləmə qətnaməsini artırır. Sadələşdirilmiş siqnal fonu təsvir edilmişdir. Çoxfotonlu mikroskopun daha kiçik həyəcanlanma bölgəsi də fototoksikliyin qarşısını alır və nümunəyə dəyən ziyanı minimuma endirir.
Şəkil 1: Çoxfotonlu mikroskop təcrübəsində şüa yolunun nümunə diaqramı
Lazer material emalı
Ultrasürətli lazer mənbələri, ultrasürətli impulsların materiallarla qarşılıqlı təsirinin unikal üsulu sayəsində lazer mikroemalı və material emalında da inqilab yaratmışdır. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, LDT-dən danışarkən, ultrasürətli impuls müddəti materialın qəfəsinə istilik yayılmasının zaman miqyasından daha sürətlidir. Ultrasürətli lazerlər, istilikdən təsirlənən zonadan daha kiçik bir zona yaradır.nanosaniyəli impulslu lazerlər, daha az kəsik itkisi və daha dəqiq emal ilə nəticələnir. Bu prinsip həmçinin tibbi tətbiqlərə də aiddir, burada ultrafart-lazer kəsməsinin artan dəqiqliyi ətraf toxumalara dəyən ziyanı azaltmağa kömək edir və lazer əməliyyatı zamanı xəstə təcrübəsini yaxşılaşdırır.
Attosaniyə impulsları: ultra sürətli lazerlərin gələcəyi
Ultrasürətli lazerlərin inkişafı istiqamətində tədqiqatlar davam etdikcə, daha qısa impuls müddətlərinə malik yeni və təkmilləşdirilmiş işıq mənbələri inkişaf etdirilir. Daha sürətli fiziki proseslər haqqında məlumat əldə etmək üçün bir çox tədqiqatçı attosaniyəli impulsların - təxminən 10-18 saniyəlik ultrabənövşəyi (XUV) dalğa uzunluğu diapazonunda generasiya olunmasına diqqət yetirir. Attosaniyəli impulslar elektron hərəkətinin izlənməsinə imkan verir və elektron quruluş və kvant mexanikası haqqında anlayışımızı yaxşılaşdırır. XUV attosaniyəli lazerlərin sənaye proseslərinə inteqrasiyası hələ əhəmiyyətli irəliləyiş əldə etməsə də, bu sahədə davam edən tədqiqatlar və irəliləyişlər, femtosaniyəli və pikosaniyəli kimi, bu texnologiyanı laboratoriyadan çıxararaq istehsalata çıxaracaq.lazer mənbələri.
Yazı vaxtı: 25 iyun 2024