Baguhin ang bilis ng pulso ng super-malakas na laser ng ultrashort

Baguhin ang bilis ng pulso ngSuper-strong Ultrashort Laser

Ang mga super ultra-short lasers sa pangkalahatan ay tumutukoy sa mga laser pulses na may mga lapad ng pulso ng sampu at daan-daang mga femtosecond, rurok na kapangyarihan ng terawatts at petawatts, at ang kanilang nakatuon na light intensity ay lumampas sa 1018 w/cm2. Ang Super Ultra-Short Laser at ang nabuo nitong Super Radiation Source at High Energy Particle Source ay may malawak na hanay ng aplikasyon sa maraming pangunahing mga direksyon ng pananaliksik tulad ng mataas na enerhiya na pisika, pisika ng butil, pisika ng plasma, mga nukleyar na pisika at astrophysics, at ang output ng pang-agham na mga resulta ng pananaliksik ay maaaring maghatid ng mga nauugnay na industriya ng high-tech, medikal na kalusugan, enerhiya sa kapaligiran at pambansang seguridad sa pagtatanggol. Dahil ang pag -imbento ng Chirped Pulse Amplification Technology noong 1985, ang paglitaw ng unang matalo sa buong mundolaserNoong 1996 at ang pagkumpleto ng unang 10-beat na Watt laser sa mundo noong 2017, ang pokus ng super ultra-short laser sa nakaraan ay higit sa lahat ay upang makamit ang "pinaka matinding ilaw". Sa mga nagdaang taon, ipinakita ng mga pag-aaral na sa ilalim ng kondisyon ng pagpapanatili ng mga super laser pulses, kung ang bilis ng paghahatid ng pulso ng sobrang ultra-short laser ay maaaring kontrolado, maaaring magdala ng dalawang beses sa resulta na may kalahati ng pagsisikap sa ilang mga pisikal na aplikasyon, na inaasahang mabawasan ang laki ng sobrang ultra-shortMga aparato ng laser, ngunit pagbutihin ang epekto nito sa mga eksperimento sa pisika na may mataas na larangan.

Pagbaluktot ng pulso sa harap ng ultra-malakas na ultrashort laser
Upang makuha ang lakas ng rurok sa ilalim ng limitadong enerhiya, ang lapad ng pulso ay nabawasan sa 20 ~ 30 femtoseconds sa pamamagitan ng pagpapalawak ng gain bandwidth. Ang enerhiya ng pulso ng kasalukuyang 10-beak-watt ultra-short laser ay halos 300 joules, at ang mababang pinsala sa threshold ng compressor grating ay ginagawang ang beam aperture sa pangkalahatan ay mas malaki kaysa sa 300 mm. Ang pulse beam na may 20 ~ 30 femtosecond pulse lapad at 300 mm na siwang ay madaling dalhin ang spatiotemporal pagkabit ng pagbaluktot, lalo na ang pagbaluktot ng harap ng pulso. Ang Figure 1 (a) ay nagpapakita ng paghihiwalay ng spatio-temporal ng harap ng pulso at ang harap ng phase na sanhi ng pagpapakalat ng papel ng beam, at ang dating ay nagpapakita ng isang "spatio-temporal tilt" na kamag-anak sa huli. Ang iba pa ay ang mas kumplikadong "curvature ng space-time" na sanhi ng lens system. Fig. Ang 1 (b) ay nagpapakita ng mga epekto ng perpektong harap ng pulso, hilig na pulso sa harap at baluktot na pulso sa harap ng spatio-temporal na pagbaluktot ng ilaw na patlang sa target. Bilang isang resulta, ang nakatuon na ilaw na intensity ay lubos na nabawasan, na hindi kaaya-aya sa malakas na aplikasyon ng larangan ng sobrang ultra-short laser.

Fig. 1 (a) Ang ikiling ng harap ng pulso na dulot ng prisma at rehas, at (b) ang epekto ng pagbaluktot ng harap ng pulso sa larangan ng ilaw ng espasyo sa target

Ang kontrol ng bilis ng pulso ng ultra-malakasUltrashort laser
Sa kasalukuyan, ang mga beam ng Bessel na ginawa ng conical superposition ng mga alon ng eroplano ay nagpakita ng halaga ng aplikasyon sa mataas na pisika ng laser. Kung ang isang conically superimposed pulsed beam ay may isang axisymmetric na pamamahagi ng pulso sa harap, kung gayon ang geometric center intensity ng nabuong x-ray wave packet tulad ng ipinapakita sa Figure 2 ay maaaring maging palaging superluminal, pare-pareho na subluminal, pinabilis na superluminal, at decelerated subluminal. Kahit na ang kumbinasyon ng deformable mirror at phase type spatial light modulator ay maaaring makagawa ng di-makatwirang spatio-temporal na hugis ng harap ng pulso, at pagkatapos ay makagawa ng di-makatwirang nakokontrol na bilis ng paghahatid. Ang itaas na pisikal na epekto at ang teknolohiyang modulation nito ay maaaring magbago ng "pagbaluktot" ng harap ng pulso sa "kontrol" ng harap ng pulso, at pagkatapos ay mapagtanto ang layunin ng pag-modulate ng bilis ng paghahatid ng ultra-malakas na ultra-short laser.

Fig. 2 Ang (a) pare-pareho na mas mabilis-kaysa-ilaw, (b) patuloy na sublight, (c) pinabilis nang mas mabilis-kaysa-ilaw, at (d) nabulok na sublight light pulses na nabuo ng superposition ay matatagpuan sa geometric center ng superposition region

Bagaman ang pagtuklas ng pagbaluktot sa harap ng pulso ay mas maaga kaysa sa sobrang ultra-short laser, malawak itong nababahala kasama ang pag-unlad ng super ultra-short laser. Sa loob ng mahabang panahon, hindi kaaya-aya sa pagsasakatuparan ng pangunahing layunin ng super ultra-short laser-ultra-mataas na nakatuon na ilaw, at ang mga mananaliksik ay nagtatrabaho upang sugpuin o maalis ang iba't ibang pagbaluktot sa harap ng pulso. Ngayon, kapag ang "Pulse Front Distorsyon" ay nabuo sa "Pulse Front Control", nakamit nito ang regulasyon ng bilis ng paghahatid ng sobrang ultra-short laser, na nagbibigay ng mga bagong paraan at mga bagong pagkakataon para sa aplikasyon ng sobrang ultra-short laser sa mataas na larangan ng laser na pisika.