Өвөрмөцхэт хурдан лазерхоёрдугаар хэсэг
Тархалт ба импульсийн тархалт: Бүлгийн саатлын тархалт
Хэт хурдан лазер ашиглахад тулгардаг хамгийн хэцүү техникийн бэрхшээлүүдийн нэг бол анх ялгаруулдаг хэт богино импульсийн үргэлжлэх хугацааг хадгалах явдал юм.лазерХэт хурдан импульс нь цаг хугацааны гажуудалд маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд энэ нь импульсийг урт болгодог. Анхны импульсийн үргэлжлэх хугацаа богиносох тусам энэ нөлөө улам дорддог. Хэт хурдан лазерууд 50 секундын үргэлжлэх импульс ялгаруулж чаддаг ч толь, линз ашиглан импульсийг зорилтот байршилд дамжуулах эсвэл бүр зүгээр л импульсийг агаараар дамжуулах замаар цаг хугацаанд нь олшруулж болно.
Энэхүү цагийн гажуудлыг бүлгийн хойшлогдсон дисперс (GDD) буюу хоёрдугаар эрэмбийн дисперсийг ашиглан тоон үзүүлэлтээр хэмждэг. Үнэндээ хэт ягаан туяаны лазер импульсийн цагийн тархалтад нөлөөлж болох өндөр эрэмбийн дисперсийн нэр томьёо байдаг боловч практик дээр GDD-ийн нөлөөг судлахад л хангалттай байдаг. GDD нь өгөгдсөн материалын зузаантай шугаман пропорциональ давтамжаас хамааралтай утга юм. Линз, цонх, объектив бүрэлдэхүүн хэсгүүд зэрэг дамжуулалтын оптик нь ихэвчлэн эерэг GDD утгатай байдаг бөгөөд энэ нь нэг удаа шахагдсан импульс нь дамжуулалтын оптикт ялгаруулдаг импульсээс илүү урт импульс өгч болохыг харуулж байна.лазер системүүдБага давтамжтай (өөрөөр хэлбэл урт долгионы урттай) бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өндөр давтамжтай (өөрөөр хэлбэл богино долгионы урттай) бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс илүү хурдан тархдаг. Импульс улам их бодисоор дамжин өнгөрөх тусам импульсийн долгионы урт цаг хугацааны явцад улам бүр уртассаар байх болно. Богино импульсийн үргэлжлэх хугацаа, улмаар өргөн зурвасын өргөнтэй үед энэ нөлөө улам бүр хэтрүүлэгтэй бөгөөд импульсийн хугацааны мэдэгдэхүйц гажуудалд хүргэж болзошгүй юм.
Хэт хурдан лазерын хэрэглээ
спектроскопи
Хэт хурдан лазерын эх үүсвэрүүд гарч ирснээс хойш спектроскопи нь тэдгээрийн гол хэрэглээний нэг болсон. Импульсийн үргэлжлэх хугацааг фемтосекунд эсвэл бүр аттосекунд хүртэл бууруулснаар түүхэндээ ажиглах боломжгүй байсан физик, хими, биологийн динамик процессуудыг одоо хийж болно. Гол процессуудын нэг бол атомын хөдөлгөөн бөгөөд атомын хөдөлгөөнийг ажиглах нь фотосинтезийн уургууд дахь молекулын чичиргээ, молекулын диссоциаци, энергийн дамжуулалт зэрэг үндсэн процессуудын шинжлэх ухааны ойлголтыг сайжруулсан.
био дүрслэл
Оргил чадлын хэт хурдан лазерууд нь шугаман бус процессуудыг дэмжиж, олон фотон микроскоп гэх мэт биологийн дүрслэлийн нарийвчлалыг сайжруулдаг. Олон фотон системд биологийн орчин эсвэл флуоресцент байнаас шугаман бус дохио үүсгэхийн тулд хоёр фотон орон зай, цаг хугацаанд давхцах ёстой. Энэхүү шугаман бус механизм нь дан фотон процессын судалгаанд саад учруулдаг дэвсгэр флуоресценцийн дохиог мэдэгдэхүйц бууруулснаар дүрслэлийн нарийвчлалыг сайжруулдаг. Хялбаршуулсан дохионы дэвсгэр зургийг харуулав. Олон фотон микроскопын жижиг өдөөх хэсэг нь фотохордлогоос сэргийлж, дээжинд учирч болзошгүй хохирлыг багасгадаг.
Зураг 1: Олон фотонтой микроскопын туршилтын цацрагийн замын жишээ диаграмм
Лазер материалын боловсруулалт
Хэт хурдан лазерын эх үүсвэрүүд нь хэт богино импульс нь материалтай харилцан үйлчилдэг өвөрмөц арга барилын ачаар лазерын микро боловсруулалт болон материалын боловсруулалтыг хувьсгал хийсэн. Өмнө дурдсанчлан, LDT-ийн талаар ярихад хэт хурдан импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь материалын тор руу дулааны тархалтын хугацааны хэмжээнээс хурдан байдаг. Хэт хурдан лазерууд нь ...-ээс хамаагүй бага дулаанд өртсөн бүс үүсгэдэг.наносекундын импульсийн лазерууд, зүсэлтийн алдагдал багасч, илүү нарийвчлалтай боловсруулалт хийгддэг. Энэ зарчим нь анагаах ухааны хэрэглээнд мөн хамааралтай бөгөөд хэт ягаан туяаны лазер зүсэлтийн нарийвчлал нэмэгдэх нь хүрээлэн буй эд эсийн гэмтлийг бууруулж, лазер мэс заслын үед өвчтөний туршлагыг сайжруулдаг.
Аттосекундын импульс: хэт хурдан лазерын ирээдүй
Хэт хурдан лазеруудыг хөгжүүлэх судалгаа үргэлжилж байгаа тул богино импульсийн хугацаатай шинэ, сайжруулсан гэрлийн эх үүсвэрүүдийг боловсруулж байна. Илүү хурдан физик процессуудын талаар ойлголттой болохын тулд олон судлаачид хэт хэт ягаан туяаны (XUV) долгионы уртад ойролцоогоор 10-18 секундын хугацаатай аттосекундын импульс үүсгэхэд анхаарлаа хандуулж байна. Аттосекундын импульс нь электроны хөдөлгөөнийг хянах боломжийг олгож, электрон бүтэц, квант механикийн талаарх бидний ойлголтыг сайжруулдаг. XUV аттосекундын лазеруудыг үйлдвэрлэлийн процесст нэгтгэх нь хараахан мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гаргаагүй байгаа ч энэ салбарт хийгдэж буй судалгаа, дэвшил нь фемтосекунд болон пикосекундын нэгэн адил энэхүү технологийг лабораториос үйлдвэрлэлд шахах нь гарцаагүй.лазерын эх үүсвэрүүд.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 6-р сарын 25