Laser ultra gancang pikeun élmu attosecond

Laser ultra gancangpikeun élmu attosecond
Ayeuna, pulsa attosecond utamina diala ngaliwatan generasi harmonik orde luhur (HHG) anu didorong ku medan anu kuat. Inti tina generasina tiasa kahartos salaku éléktron anu diionisasi, diakselerasi, sareng digabungkeun deui ku medan listrik laser anu kuat pikeun ngaleupaskeun énergi, sahingga ngaluarkeun pulsa XUV attosecond.
Ku kituna, kaluaran attosecond sénsitip pisan kana lébar pulsa, énergi, panjang gelombang, sareng laju pangulangan tinalaser nyetir(Laser ultra gancang): lébar pulsa anu langkung pondok mangpaat pikeun ngasingkeun pulsa attosecond, énergi anu langkung luhur ningkatkeun ionisasi sareng efisiensi, panjang gelombang anu langkung panjang ningkatkeun énergi cutoff tapi sacara signifikan ngirangan efisiensi konvérsi, sareng laju pangulangan anu langkung luhur ningkatkeun rasio signal-to-noise tapi diwatesan ku énergi pulsa tunggal. Aplikasi anu béda (sapertos mikroskop éléktron, spéktroskopi panyerepan sinar-X, cacah kabeneran, jsb.) gaduh penekanan anu béda dina indéks pulsa attosecond, anu ngajukeun sarat anu dibédakeun sareng komprehensif pikeun laser nyetir. Ningkatkeun kinerja laser nyetir penting pisan pikeun dianggo dina élmu attosecond.

Opat jalur téknologi inti pikeun ningkatkeun kinerja laser nyetir (laser Ultra gancang)
1. Énergi anu langkung luhur: Dirancang pikeun ngungkulan efisiensi konvérsi HHG anu handap sareng kéngingkeun pulsa attosecond throughput anu luhur. Évolusi téknologi parantos robah tina amplifikasi pulsa chirped (CPA) tradisional ka kulawarga amplifikasi parametrik optik, kalebet amplifikasi pulsa chirped parametrik optik (OPCPA), OPA chirped ganda (DC-OPA), domain frékuénsi OPA (FOPA), sareng OPCPA cocog fase kuasi (QPCPA). Salajengna ngagabungkeun téknik sintésis sinar koheren (CBC) sareng amplifikasi pamisahan pulsa (DPA) pikeun ngungkulan watesan fisik amplifier saluran tunggal, sapertos épék termal sareng karusakan nonlinier, sareng ngahontal kaluaran énergi tingkat Joule.
2. Lebar pulsa anu langkung pondok: Dirancang pikeun ngahasilkeun pulsa attosecond anu diisolasi anu tiasa dianggo pikeun nganalisis dinamika éléktronik, anu meryogikeun sababaraha atanapi bahkan pulsa nyetir subperiodik sareng fase amplop pamawa anu stabil (CEP). Téhnologi utama kalebet ngagunakeun téknik komprési pasca nonlinier sapertos serat inti berongga (HCF), pilem ipis multi (MPSC), sareng rongga multi-kanal (MPC) pikeun ngomprés lebar pulsa kana panjang anu pondok pisan. Stabilitas CEP diukur nganggo interferometer f-2f sareng kahontal ngalangkungan eupan balik aktif/feedforward (sapertos AOFS, AOPDF) atanapi mékanisme stabilisasi diri sadaya-optik pasif dumasar kana prosés bédana frékuénsi.
3. Panjang gelombang anu langkung panjang: Dirancang pikeun ngadorong énergi foton attosecond ka pita "jandela cai" pikeun pencitraan biomolekul. Tilu jalur téknologi utama nyaéta:
Amplifikasi parametrik optik (OPA) sareng kaskade na: Ieu mangrupikeun solusi utama dina rentang panjang gelombang 1-5 μ m, nganggo kristal sapertos BiBO sareng MgO: LN; >Kristal sapertos ZGP sareng LiGaS₂ diperyogikeun pikeun pita panjang gelombang 5 μ m.
Generasi Frékuénsi Diferensial (DFG) sareng Frékuénsi Diferensial Intra Pulse (IPDFG): tiasa nyayogikeun sumber siki kalayan stabilitas CEP pasif.
Téhnologi laser langsung, sapertos laser kalkogenida anu didoping logam transisi Cr: ZnS/Se, katelah "safir titanium infra red tengah" sareng gaduh kaunggulan struktur anu kompak sareng efisiensi anu luhur.
4. Laju pangulangan anu langkung luhur: ditujukeun pikeun ningkatkeun rasio signal-to-noise sareng efisiensi akuisisi data, sareng ngungkulan watesan pangaruh muatan rohangan. Dua jalur utama:
Téhnologi rongga anu ditingkatkeun résonansi: ngagunakeun rongga résonansi presisi tinggi pikeun ningkatkeun kakuatan puncak pulsa frékuénsi repetitif tingkat megahertz pikeun ngajalankeun HHG, parantos diterapkeun dina widang sapertos sisir frékuénsi XUV, tapi ngahasilkeun pulsa attosecond anu diisolasi masih nyababkeun tantangan.
Tingkat pangulangan anu luhur sarenglaser kakuatan luhurpanggerak langsung, kalebet OPCPA, serat CPA anu digabungkeun sareng komprési pasca nonlinier, sareng osilator pilem ipis, parantos ngahontal generasi pulsa attosecond anu diisolasi dina laju pangulangan 100 kHz.