20 фемтосекундтан түбән күренүче яктылыккөйләнерлек импульслы лазер чыганагы
Күптән түгел Бөекбританиядән килгән тикшеренү төркеме инновацион тикшеренү бастырып чыгарды, алар мегаватт дәрәҗәсендәге 20 фемтосекундтан кимрәк күренмәле яктылыкны көйләргә мөмкин булган җайланманы уңышлы эшләгәннәрен игълан иттеләр.импульслы лазер чыганагыБу импульслы лазер чыганагы, ультра тизҗепсел лазерСистема көйләнерлек дулкын озынлыклары, ультра кыска вакытлы, 39 наноджоульга кадәр энергияле һәм 2 мегаватттан артык иң югары куәтле импульслар генерацияли ала, бу ультра тиз спектроскопия, биологик сурәтләү һәм сәнәгать эшкәртү кебек өлкәләр өчен яңа куллану мөмкинлекләрен ача.
Бу технологиянең төп үзенчәлеге ике алдынгы ысулның берләшүендә ята: "Көчәйтү белән идарә ителә торган сызыклы булмаган көчәйтү (GMNA)" һәм "Резонанслы дисперслы дулкын (RDW) эмиссиясе". Элек мондый югары җитештерүчән көйләнә торган ультра-кыска импульсларны алу өчен, гадәттә, кыйммәтле һәм катлаулы титан-сапфир лазерлары яки оптик параметрик көчәйткечләр кирәк булган. Бу җайланмалар кыйммәт, зур һәм хезмәт күрсәтү авыр гына түгел, ә түбән кабатлау ешлыгы һәм көйләү диапазоннары белән дә чикләнгән. Бу юлы эшләнгән тулысынча җепселле чишелеш система архитектурасын сизелерлек гадиләштереп кенә калмый, ә чыгымнарны һәм катлаулылыкны да сизелерлек киметә. Ул 4,8 МГц югары кабатлау ешлыгында 400 дән 700 нанометрга кадәр һәм аннан да югарырак куәтле импульсларны турыдан-туры генерацияләү мөмкинлеген бирә. Тикшеренү төркеме бу ачышка төгәл эшләнгән система архитектурасы аша иреште. Беренчедән, алар башлангыч чыганак буларак сызыклы булмаган көчәйтү боҗрасы көзгесенә (NALM) нигезләнгән тулысынча поляризацияне саклаучы режимлы иттербий җепселле осцилляторын кулландылар. Бу конструкция системаның озак вакытлы тотрыклылыгын тәэмин итеп кенә калмый, ә физик туендырылган абсорберларның деградация проблемасыннан да котыла. Алдан көчәйтү һәм импульс кысуыннан соң, башлангыч импульслар GMNA этабына кертелә. GMNA спектраль киңәюгә ирешү һәм диярлек камил сызыклы чирп белән ультра кыска импульслар булдыру өчен оптик җепселләрдә үзфазалы модуляция һәм озынлыктагы асимметрик көчәйтү бүленешен куллана, алар ахыр чиктә рәшәткә парлары аша 40 фемтосекундтан кимрәк кысыла. RDW генерацияләү этабында тикшеренүчеләр үзләре проектлаган һәм җитештергән тугыз резонаторлы анти-резонанслы буш үзәкле җепселләрне кулландылар. Бу төр оптик җепселләр насос импульс полосасында һәм күренмәле яктылык өлкәсендә бик түбән югалтуларга ия, бу энергияне насостан таралган дулкынга нәтиҗәле әйләндерергә мөмкинлек бирә һәм югары югалтулы резонанс полосасы китереп чыгарган комачаулаудан саклый. Оптималь шартларда системаның дисперсия дулкыны импульсы энергиясе 39 наноджулга җитә ала, иң кыска импульс киңлеге 13 фемтосекундка җитә ала, пик көче 2,2 мегаваттка кадәр, ә энергияне үзгәртү нәтиҗәлелеге 13% ка кадәр җитә ала. Тагын да кызыклысы шунда ки, газ басымын һәм җепсел параметрларын көйләү ярдәмендә системаны ультрафиолет һәм инфракызыл диапазоннарга җиңел киңәйтергә мөмкин, тирән ультрафиолеттан инфракызылга кадәр киң диапазонлы көйләүгә ирешергә мөмкин.
Бу тикшеренүләр фотониканың фундаменталь өлкәсендә зур әһәмияткә ия генә түгел, ә сәнәгать һәм куллану өлкәләре өчен дә яңа вәзгыять ача. Мәсәлән, күп фотонлы микроскопия сурәтләү, вакыт белән чишелешле ультратиз спектроскопия, материалларны эшкәртү, төгәл медицина һәм ультратиз сызыклы булмаган оптика тикшеренүләре кебек өлкәләрдә бу компакт, нәтиҗәле һәм арзанлы яңа төр ультратиз яктылык чыганагы кулланучыларга моңарчы күрелмәгән кораллар һәм сыгылучанлык бирәчәк. Аеруча югары кабатлау тизлекләре, иң югары көч һәм ультра кыска импульслар таләп итә торган сценарийларда, бу технология, һичшиксез, көндәшлеккә сәләтлерәк һәм традицион титан-сапфир яки оптик параметрик көчәйтү системалары белән чагыштырганда зуррак пропаганда потенциалына ия.
Киләчәктә тикшеренү төркеме системаны тагын да оптимальләштерергә планлаштыра, мәсәлән, күп буш урынлы оптик компонентларны үз эченә алган хәзерге архитектураны оптик җепселләргә интеграцияләү, яки хәтта системаны миниатюрлаштыру һәм интеграцияләүгә ирешү өчен, хәзерге осциллятор һәм көчәйткеч комбинациясен алыштыру өчен бер Мамышев осцилляторын куллану. Моннан тыш, төрле антирезонанс җепселләренә яраклашу, Раман актив газларын һәм ешлыкны икеләтәләү модульләрен кертү аша, бу системаның киңрәк диапазонга киңәйтелүе, ультрафиолет, күренә торган яктылык һәм инфракызыл кебек күп өлкәләр өчен тулы җепселле, киң диапазонлы, ультратигез лазер чишелешләрен тәэмин итүе көтелә.
1 нче рәсем. Импульслы лазерны көйләүнең схематик схемасы
Бастырылган вакыты: 2025 елның 28 мае