20-оос доош фемтосекундын харагдах гэрэлтохируулж болох импульсийн лазер эх үүсвэр
Саяхан Их Британийн судалгааны баг шинэлэг судалгаа нийтэлж, тохируулах боломжтой мегаваттын түвшний 20 фемтосекундэд харагдахуйц гэрлийг амжилттай зохион бүтээснээ зарлав.импульсийн лазерын эх үүсвэр. Энэ нь импульсийн лазерын эх үүсвэр, хэт хурданшилэн лазерЭнэхүү систем нь тохируулж болох долгионы урттай, хэт богино хугацаатай, 39 наножоул хүртэл өндөр энергитэй, 2 мегаваттаас дээш оргил хүчин чадалтай импульс үүсгэх чадвартай бөгөөд хэт хурдан спектроскопи, биологийн дүрслэл, үйлдвэрлэлийн боловсруулалт зэрэг салбарт цоо шинэ хэрэглээний хэтийн төлөвийг нээж байна.
Энэхүү технологийн гол онцлох зүйл нь "Ашиглалтын удирдлагатай шугаман бус олшруулалт (GMNA)" ба "Резонант тархалтын долгион (RDW) ялгаруулалт" гэсэн хоёр сүүлийн үеийн аргыг хослуулсанд оршдог. Өмнө нь ийм өндөр хүчин чадалтай тохируулж болох хэт богино импульсийг авахын тулд ихэвчлэн үнэтэй, нарийн төвөгтэй титан-сафир лазер эсвэл оптик параметрийн өсгөгч шаардлагатай байдаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь өртөг өндөртэй, нүсэр том, засвар үйлчилгээ хийхэд хүндрэлтэй байсан төдийгүй давталтын хэмжээ бага, тааруулах хязгаараар хязгаарлагддаг байв. Энэ удаад боловсруулсан бүх шилэн шийдэл нь системийн архитектурыг ихээхэн хөнгөвчлөхөөс гадна зардал, нарийн төвөгтэй байдлыг ихээхэн бууруулдаг. Энэ нь 400-аас 700 нанометр хүртэл тохируулах боломжтой, 4.8 МГц-ийн давталтын өндөр давтамжтай өндөр чадлын импульсээс хэтэрсэн 20-оос доош фемтосекундыг шууд үүсгэх боломжийг олгодог. Судалгааны баг нарийн зохион бүтээсэн системийн архитектураар дамжуулан энэхүү амжилтад хүрсэн. Нэгдүгээрт, тэд үрийн эх үүсвэр болгон шугаман бус олшруулах цагираг толин тусгал (NALM) дээр суурилсан бүрэн туйлшралыг хадгалдаг горим түгжигдсэн итербиум шилэн осцилляторыг ашигласан. Энэхүү загвар нь системийн урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангахаас гадна бие махбодийн ханасан шингээгчийн доройтлын асуудлаас зайлсхийдэг. Урьдчилан олшруулж, импульсийн шахалтын дараа үрийн импульсийг GMNA шатанд оруулна. GMNA нь оптик утаснуудад өөрөө фазын модуляц болон уртрагийн тэгш бус хүртээмжийн хуваарилалтыг ашигладаг бөгөөд спектрийн өргөтгөлийг бий болгож, бараг төгс шугаман жиргээ бүхий хэт богино импульс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эцэст нь сараалжтай хосоор 40-өөс доош фемтосекунд хүртэл шахагддаг. RDW үүсгэх үе шатанд судлаачид өөрсдөө зохион бүтээж, есөн резонаторт резонансын эсрэг хөндий судалтай утаснуудыг ашигласан. Энэ төрлийн оптик утас нь насосны импульсийн зурвас болон харагдах гэрлийн бүсэд маш бага алдагдалтай тул энергийг насосоос тархсан долгион руу үр ашигтайгаар хувиргаж, өндөр алдагдалтай резонансын долгионы хөндлөнгийн оролцооноос зайлсхийх боломжийг олгодог. Тохиромжтой нөхцөлд системээс гарах дисперсийн долгионы импульсийн энерги нь 39 наножоуль, хамгийн богино импульсийн өргөн нь 13 фемтосекунд, оргил эрчим хүч нь 2.2 мегаватт, энерги хувиргах үр ашиг нь 13% хүртэл өндөр байх боломжтой. Илүү сэтгэл хөдөлгөм нь хийн даралт болон шилэн параметрүүдийг тохируулснаар системийг хэт ягаан болон хэт улаан туяаны зурваст хялбархан сунгаж, гүн хэт ягаан туяанаас хэт улаан туяа хүртэл өргөн зурвасын тохируулгад хүрэх боломжтой юм.
Энэхүү судалгаа нь фотоникийн суурь салбарт чухал ач холбогдолтой төдийгүй үйлдвэрлэлийн болон хэрэглээний салбарт шинэ нөхцөл байдлыг нээж өгч байна. Жишээлбэл, олон фотон микроскопийн дүрслэл, хэт хурдан хугацаанд шийдэгддэг спектроскопи, материал боловсруулах, нарийн анагаах ухаан, хэт хурдан шугаман бус оптикийн судалгаа зэрэг салбарт энэхүү авсаархан, үр ашигтай, хямд өртөгтэй шинэ төрлийн хэт хурдан гэрлийн эх үүсвэр нь хэрэглэгчдэд урьд өмнө байгаагүй багаж хэрэгсэл, уян хатан байдлыг хангах болно. Ялангуяа өндөр давталтын хурд, оргил хүч, хэт богино импульс шаардагддаг хувилбаруудад энэ технологи нь уламжлалт титан-саффир эсвэл оптик параметрийн өсгөлтийн системтэй харьцуулахад илүү өрсөлдөх чадвартай бөгөөд сурталчилгааны өндөр чадамжтай байдаг нь эргэлзээгүй.
Судалгааны баг ирээдүйд олон тооны чөлөөт орон зайн оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан одоогийн архитектурыг оптик утас болгон нэгтгэх, эсвэл одоогийн осциллятор болон өсгөгчийн хослолыг солихын тулд нэг Мамышев осциллятор ашиглах гэх мэт системийг илүү оновчтой болгохоор төлөвлөж байна. Нэмж дурдахад, янз бүрийн төрлийн резонансын эсрэг утаснуудад дасан зохицож, Раман идэвхтэй хий, давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх модулиудыг нэвтрүүлснээр энэхүү системийг илүү өргөн хүрээг хамарч, хэт ягаан туяа, үзэгдэх гэрэл, хэт улаан туяа зэрэг олон талбарт зориулсан бүх шилэн, өргөн зурвасын, хэт хурдан лазерын шийдлүүдийг хангахаар төлөвлөж байна.
Зураг 1. Импульсийн лазерын тохируулгын бүдүүвч диаграм
Шуудангийн цаг: 2025-05-28