Бірегей ультрафастың лазері

БірегейУльтрафаст лазеріекінші бөлім

Дисперсия және импульсті тарату: топтық кешіктірудің дисперсиясы
Ультрафаст лазерлерін пайдалану кезінде кездесетін ең қиын техникалық сын-қатерлердің бірі бастапқыда шығарылған ультра қысқа импульстардың ұзақтығын сақтайдылазерлік. Ультрафаст импульстары уақыт бұрмалануы мүмкін, бұл импульстарды ұзаққа созады. Бұл әсер нашарлайды, өйткені бастапқы импульстің ұзақтығы қысқартылады. Ультрафасттардың лазерлері 50 секунд ішінде импульстар шығарып ала алады, ал 50 секунд ішінде имплантациялауға болады, олар импульсті пайдалану арқылы, мысалы, импульсті мақсатты жерге жібереді немесе тіпті импульсті ауамен өткізеді.

Бұл уақыттың бұрмалануы екінші ретті дисперсия деп аталатын топты кешіктірілген дисперсия (GDD) деп аталатын өлшемді пайдаланып есептеледі. Шын мәнінде, сонымен қатар, ультрафар-лазер импульстарының уақыт бөлуіне әсер етуі мүмкін жоғары ризашылық шарттары бар, бірақ іс жүзінде, әдетте, GDD әсерін тексеру үшін жеткілікті. GDD - бұл жиілікке тәуелді мән, ол берілген материалдың қалыңдығына сызықтық пропорционалды. Линзалар, терезе және объективті компоненттер сияқты тарату оптикасы, әдетте, сығылған импульстардан кейін сығымдалған импульстар шығарылғаннан кейін импульстің ұзағырақ ұзартылуы мүмкінЛазерлік жүйелер. Төменгі жиіліктері бар компоненттер (яғни, толқын ұзағырақ ұзағырақ) жиіліктері жоғары компоненттерге қарағанда тезірек (мысалы, толқын ұзындығы). Импульс көп және көп заттардан өтіп бара жатқанда, импульстегі толқын ұзындығы одан әрі және одан әрі қарай созылып кетеді. Импульстің ұзақтығына қысқа уақыт ішінде, сондықтан бұл әсер алғышарттар, бұл әсер одан асып түседі және импульстің айтарлықтай бұрмалануына әкелуі мүмкін.

Ультрафаст лазері қосымшалары
Спектроскопия
Ультрафаст лазер көздері пайда болғаннан бері, спектроскопия олардың негізгі қосымшаларының бірі болды. Импульстің ұзақтығын фемтозоекундтарға немесе тіпті жағымсыздықтарға азайту арқылы физика, химия және биологиядағы динамикалық процестер енді байқалатын, қазір қол жеткізуге болады. Негізгі процестердің бірі - атомдық қозғалыс, және атомдық қозғалысты бақылау фотосинтетикалық ақуыздардағы молекулалық діріл, молекулалық диссоциация және энергияны беру сияқты негізгі процестердің ғылыми түсінігін жақсартты.

биоима
Peak-Power Ultrafast лазерлері сызықты емес процестерді қолдайды және көп фотокоопия сияқты биологиялық бейнелеу қаупін арттырады. Көп фотос-жүйеде биологиялық ортаңғы немесе флуоресцентті нысанадан сызықтық емес сигнал беру үшін екі фото кеңістік пен уақытқа сәйкес келуі керек. Бұл сызықтық емес механизм бейнелеу шешімі бір фотон процестерін оқытатын фон флуоресценттік сигналдарын едәуір қысқарту арқылы жақсартады. Жеңілдетілген сигнал фоны суреттелген. Көптұрақты микроскоптың кішігірім қозу аймағы фототоксикалдылықтың алдын алады және үлгінің зақымдануын азайтады.

1-сурет: Керемет фотококоптың экспериментіндегі сәулелік жолдың мысалы

Лазерлік материалдарды өңдеу
Ультрафаст лазер көздері сонымен қатар ультрадыбыстық импульстардың материалдармен өзара әрекеттесудің ерекше әдісіне байланысты лазерлік микроомахинг және материалды өңдеуден өтті. Жоғарыда айтылғандай, LDT талқылағанда, ультрафастың импульстік ұзақтығы материалдың торына жылудың диффузиясының уақыт шкаласынан тезірек болады. Ультрафаст лазерлері одан да аз ыстық зәкір шығарадыНаносекундты импульсті лазерлер, нәтижесінде ықтимал шығындар және дәл өңдеуге болады. Бұл қағидат сонымен қатар ультрафарт-лазерді кесудің дәлдігі айналадағы тіндердің зақымдануын азайтуға және лазерлік хирургия кезінде пациенттердің тәжірибесін жақсартатын медициналық қосымшаларға да қолданылады.

Аттосекунд импульсі: ультрафаст лазерлерінің болашағы
Зерттеулер алдын-ала дамып келе жатқандықтан, ультрафаст лазерлеріне, жаңа және жақсартылған жарық көздерін импульстің ұзақтығына дейін дамытуда. Физикалық процестерді тезірек білу үшін көптеген зерттеушілер асқындайтын импульстарды ұрпаққа бағыттайды - толқын ұзындығы экстремалды ультракүлгін (XUV) шамамен 10-18 секунд. Аттосекунд импульстары электронды қозғалысты бақылауға және электрондық құрылым мен кванттық механиканы түсінуімізді жақсартады. XUV-дің өндірістік процестерінің интеграциясы әлі де айтарлықтай жетістіктерге жетпейді, ал далада жүргізіліп жатқан зерттеулер мен овантілер осы технологияны зертханадан және өндіріске итермелейді, өйткені фемтосекунд және пикосекундтарЛазер көздері.