Uniklaser ultra gancangbagian dua
Dispersi sareng panyebaran pulsa: Dispersi reureuh grup
Salah sahiji tantangan téknis anu paling hésé anu disanghareupan nalika nganggo laser ultra gancang nyaéta ngajaga durasi pulsa ultra pondok anu mimitina dipancarkeun kulaser. Pulsa ultra gancang rentan pisan kana distorsi waktos, anu ngajantenkeun pulsa langkung lami. Éfék ieu beuki parah nalika durasi pulsa awal pondok. Sanaos laser ultra gancang tiasa ngaluarkeun pulsa kalayan durasi 50 detik, éta tiasa dikuatkeun dina waktosna ku ngagunakeun eunteung sareng lénsa pikeun ngirimkeun pulsa ka lokasi target, atanapi bahkan ngan saukur ngirimkeun pulsa ngalangkungan hawa.
Distorsi waktos ieu diukur nganggo ukuran anu disebut dispersi telat grup (GDD), ogé katelah dispersi orde kadua. Kanyataanna, aya ogé istilah dispersi orde luhur anu tiasa mangaruhan distribusi waktos pulsa laser ultrafart, tapi dina praktékna, biasana cekap ngan ukur nalungtik pangaruh GDD. GDD mangrupikeun nilai anu gumantung kana frékuénsi anu sacara linier sabanding sareng ketebalan bahan anu dipasihkeun. Optik transmisi sapertos lénsa, jandéla, sareng komponén obyektif biasana gaduh nilai GDD positip, anu nunjukkeun yén pulsa anu sakali dikomprés tiasa masihan optik transmisi durasi pulsa anu langkung lami tibatan anu dipancarkeun kusistem laserKomponén anu frékuénsina leuwih handap (nyaéta, panjang gelombang anu leuwih panjang) nyebar leuwih gancang tibatan komponén anu frékuénsina leuwih luhur (nyaéta, panjang gelombang anu leuwih pondok). Nalika pulsa ngaliwat beuki loba materi, panjang gelombang dina pulsa bakal terus manjang beuki jauh dina waktuna. Pikeun durasi pulsa anu leuwih pondok, sareng ku kituna bandwidth anu leuwih lega, pangaruh ieu langkung dilebih-lebihkeun sareng tiasa nyababkeun distorsi waktos pulsa anu signifikan.
Aplikasi laser ultra gancang
spéktroskopi
Kusabab ayana sumber laser ultra gancang, spéktroskopi parantos janten salah sahiji widang aplikasi utama na. Ku cara ngirangan durasi pulsa ka femtoseconds atanapi bahkan attoseconds, prosés dinamis dina fisika, kimia sareng biologi anu sacara historis teu mungkin dititénan ayeuna tiasa kahontal. Salah sahiji prosés konci nyaéta gerakan atom, sareng observasi gerakan atom parantos ningkatkeun pamahaman ilmiah ngeunaan prosés dasar sapertos geteran molekuler, disosiasi molekuler sareng transfer énergi dina protéin fotosintésis.
bioimaging
Laser ultrafast kakuatan puncak ngadukung prosés nonlinier sareng ningkatkeun résolusi pikeun pencitraan biologis, sapertos mikroskop multi-foton. Dina sistem multi-foton, pikeun ngahasilkeun sinyal nonlinier tina média biologis atanapi target fluoresensi, dua foton kedah tumpang tindih dina rohangan sareng waktos. Mékanisme nonlinier ieu ningkatkeun résolusi pencitraan ku cara ngirangan sacara signifikan sinyal fluoresensi latar anu ngaganggu studi prosés foton tunggal. Latar sinyal anu disederhanakeun diilustrasikeun. Daérah éksitasi anu langkung alit tina mikroskop multifoton ogé nyegah fototoksisitas sareng ngaminimalkeun karusakan kana sampel.
Gambar 1: Conto diagram jalur sinar dina ékspérimén mikroskop multi-foton
Pangolahan bahan laser
Sumber laser ultra gancang ogé parantos ngarévolusi micromachining laser sareng pamrosésan bahan kusabab cara unik pulsa ultra pondok berinteraksi sareng bahan. Sakumaha anu parantos disebatkeun sateuacanna, nalika ngabahas LDT, durasi pulsa ultra gancang langkung gancang tibatan skala waktos difusi panas kana kisi bahan. Laser ultra gancang ngahasilkeun zona anu kapangaruhan panas anu langkung alit tibatanlaser pulsa nanodetik, ngahasilkeun karugian sayatan anu langkung handap sareng mesin anu langkung tepat. Prinsip ieu ogé tiasa diterapkeun kana aplikasi médis, dimana ningkatna presisi motong laser ultrafart ngabantosan ngirangan karusakan kana jaringan sakurilingna sareng ningkatkeun pangalaman pasien salami operasi laser.
Pulsa attosecond: masa depan laser ultrafast
Sabot panalungtikan terus majukeun laser ultrafast, sumber cahaya anyar sareng anu langkung saé kalayan durasi pulsa anu langkung pondok nuju dikembangkeun. Pikeun kéngingkeun wawasan ngeunaan prosés fisik anu langkung gancang, seueur panaliti anu fokus kana generasi pulsa attosecond - sakitar 10-18 detik dina rentang panjang gelombang ultraviolet ekstrim (XUV). Pulsa attosecond ngamungkinkeun ngalacak gerakan éléktron sareng ningkatkeun pamahaman urang ngeunaan struktur éléktronik sareng mékanika kuantum. Sanaos integrasi laser attosecond XUV kana prosés industri tacan ngadamel kamajuan anu signifikan, panalungtikan sareng kamajuan anu terus-terusan di lapangan ampir pasti bakal ngadorong téknologi ieu kaluar tina laboratorium sareng kana manufaktur, sapertos anu parantos kajantenan sareng femtosecond sareng pikosecond.sumber laser.
Waktos posting: 25 Juni 2024