Хэт хурдан лазераттосекундын шинжлэх ухааны хувьд
Одоогийн байдлаар аттосекундын импульсийг голчлон хүчтэй оронгоор хөдөлгөгддөг өндөр эрэмбийн гармоник үүсгэлт (HHG)-ээр олж авдаг. Тэдгээрийн үүсэлтийн мөн чанарыг электронууд ионжиж, хурдасч, хүчтэй лазерын цахилгаан оронгоор дахин нэгдэж энерги ялгаруулж, улмаар аттосекундын XUV импульс ялгаруулдаг гэж ойлгож болно.
Тиймээс аттосекундын гаралт нь импульсийн өргөн, энерги, долгионы урт болон давталтын хурдад маш мэдрэмтгий байдаг.жолоодох лазер(Хэт хурдан лазер): богино импульсийн өргөн нь аттосекундын импульсийг тусгаарлахад ашигтай, өндөр энерги нь ионжуулалт болон үр ашгийг сайжруулдаг, урт долгионы урт нь таслалтын энергийг нэмэгдүүлдэг боловч хувиргалтын үр ашгийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг, давталтын өндөр хурд нь дохио-шуугианы харьцааг сайжруулдаг боловч ганц импульсийн энергиэр хязгаарлагддаг. Өөр өөр хэрэглээнд (электрон микроскоп, рентген шингээлтийн спектроскопи, давхцлын тоололт гэх мэт) аттосекундын импульсийн индексийг өөр өөрөөр онцолсон байдаг бөгөөд энэ нь лазер жолоодоход ялгаатай, цогц шаардлагыг тавьдаг. Лазер жолоодохын гүйцэтгэлийг сайжруулах нь аттосекундын шинжлэх ухаанд ашиглахад чухал ач холбогдолтой.
Лазер жолоодох гүйцэтгэлийг сайжруулах дөрвөн үндсэн технологийн зам (Хэт хурдан лазер)
1. Илүү өндөр энерги: HHG-ийн бага хөрвүүлэлтийн үр ашгийг даван туулж, өндөр нэвтрүүлэх чадвартай аттосекундын импульс авах зориулалттай. Технологийн хувьсал нь уламжлалт жиргэсэн импульсийн олшруулалтаас (CPA) оптик параметрийн жиргэсэн импульсийн олшруулалт (OPCPA), хос жиргэсэн OPA (DC-OPA), давтамжийн домэйн OPA (FOPA), квази фазын тохируулга OPCPA (QPCPA) зэрэг оптик параметрийн олшруулалтын гэр бүл рүү шилжсэн. Дулааны эффект болон шугаман бус гэмтэл зэрэг дан сувгийн өсгөгчийн физик хязгаарлалтыг даван туулах, Жоул түвшний энергийн гаралтыг бий болгохын тулд когерент цацрагийн синтез (CBC) болон импульсийн хуваах олшруулалт (DPA) синтезийн техникүүдийг цаашид хослуулан ашиглах.
2. Богино импульсийн өргөн: Электрон динамикийг шинжлэхэд ашиглаж болох тусгаарлагдсан аттосекундын импульс үүсгэх зориулалттай бөгөөд цөөн буюу бүр үечилсэн хөтлөх импульс болон тогтвортой тээвэрлэгч бүрхүүлийн фаз (CEP) шаарддаг. Гол технологиуд нь импульсийн өргөнийг маш богино урттай шахахын тулд хөндий цөмт шилэн (HCF), олон нимгэн хальс (MPSC), олон сувгийн хөндий (MPC) зэрэг шугаман бус дараах шахалтын техникийг ашиглах явдал юм. CEP-ийн тогтвортой байдлыг f-2f интерферометр ашиглан хэмжиж, идэвхтэй санал хүсэлт/урсгал дамжуулалт (AOFS, AOPDF гэх мэт) эсвэл давтамжийн зөрүүний процесст суурилсан идэвхгүй бүх оптик өөрийгөө тогтворжуулах механизмаар дамжуулан олж авдаг.
3. Илүү урт долгионы урт: Биомолекулын дүрслэлд зориулж аттосекундын фотоны энергийг "усны цонх" зурвас руу түлхэх зориулалттай. Технологийн гурван үндсэн зам нь:
Оптик параметрийн олшруулалт (OPA) ба түүний каскад: Энэ нь BiBO болон MgO: LN зэрэг талстуудыг ашиглан 1-5 μм долгионы уртын хүрээнд гол шийдэл юм; >5 μм долгионы уртын зурваст ZGP болон LiGaS₂ зэрэг талстууд шаардлагатай.
Дифференциал давтамжийн үүсэлт (DFG) болон импульсийн доторх дифференциал давтамж (IPDFG): идэвхгүй CEP тогтвортой байдлыг үрийн эх үүсвэрээр хангаж чадна.
Cr: ZnS/Se шилжилтийн металл хольцтой халькогенид лазер гэх мэт шууд лазерын технологийг "дунд зэргийн хэт улаан туяаны титан индранил" гэж нэрлэдэг бөгөөд авсаархан бүтэц, өндөр үр ашигтай байх давуу талтай.
4. Давталтын өндөр түвшин: дохио-шуугианы харьцаа болон өгөгдөл цуглуулах үр ашгийг сайжруулах, мөн орон зайн цэнэгийн нөлөөллийн хязгаарлалтыг шийдвэрлэхэд чиглэгдсэн. Хоёр үндсэн зам:
Резонанс сайжруулсан хөндийн технологи: HHG-г жолоодохын тулд мегагерц түвшний давтагдах давтамжийн импульсийн оргил чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр нарийвчлалтай резонансын хөндийг ашиглах нь XUV давтамжийн сам зэрэг салбарт хэрэглэгдэж байгаа боловч тусгаарлагдсан аттосекундын импульс үүсгэх нь бэрхшээлтэй хэвээр байна.
Өндөр давталтын түвшин баөндөр хүчин чадалтай лазерOPCPA, шугаман бус дараах шахалттай хосолсон шилэн CPA, нимгэн хальсан осциллятор зэрэг шууд хөтлөгч нь 100 кГц давталтын хурдаар тусгаарлагдсан аттосекундын импульс үүсгэх боломжийг олгосон.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 3-р сарын 16