Нури намоёни зери 20 фемтосекундманбаи лазерии импулсии танзимшаванда
Ба наздикӣ, як гурӯҳи тадқиқотӣ аз Британияи Кабир як таҳқиқоти инноватсиониро нашр кард, ки дар он эълон шуд, ки онҳо бомуваффақият як нури намоёни танзимшавандаро дар сатҳи мегаватт зер-20 фемтосекунд таҳия кардаанд.манбаи лазерии импулсӣИн манбаи лазерии импулсӣ, ултратезлазери нахӣСистема қодир аст импулсҳоро бо дарозии мавҷҳои танзимшаванда, давомнокии ултра кӯтоҳ, энергияҳои то 39 наноҷоул ва қувваи авҷи беш аз 2 мегаватт тавлид кунад, ки имкониятҳои нави татбиқро барои соҳаҳо ба монанди спектроскопияи ултратез, тасвирҳои биологӣ ва коркарди саноатӣ боз мекунад.
Нуқтаи асосии ин технология дар омезиши ду усули пешрафта аст: "Амплификацияи ғайрихаттии бо истифода аз GMNA" ва "Парокандагии мавҷи парокандаи резонансӣ (RDW). Дар гузашта, барои ба даст овардани чунин импулсҳои ултрашӯтоҳи танзимшавандаи баландсифат, лазерҳои гаронбаҳо ва мураккаби титан-сапфирӣ ё тақвиятдиҳандаҳои параметрии оптикӣ лозим буданд. Ин дастгоҳҳо на танҳо гаронбаҳо, калонҳаҷм ва нигоҳдории онҳо душвор буданд, балки бо суръати пасти такрор ва диапазонҳои танзим маҳдуд буданд. Ҳалли пурраи нахӣ, ки ин дафъа таҳия шудааст, на танҳо меъмории системаро ба таври назаррас содда мекунад, балки хароҷот ва мураккабиро низ хеле кам мекунад. Он имкон медиҳад, ки тавлиди мустақими зер аз 20 фемтосекунд, ки то 400 то 700 нанометр ва бештар аз он импулсҳои пуриқтидори баланд бо басомади баланди такрори 4.8 МГц танзим карда мешаванд, имконпазир бошад. Гурӯҳи тадқиқотӣ ин пешрафтро тавассути меъмории дақиқ тарҳрезишудаи система ба даст овард. Аввалан, онҳо осциллятори нахи иттербийи дорои ҳолати пурра қулфшуда бо поляризатсия, ки ба оинаи ҳалқавии тақвияти ғайрихаттӣ (NALM) асос ёфтааст, ҳамчун манбаи тухмӣ истифода бурданд. Ин тарҳ на танҳо устувории дарозмуддати системаро таъмин мекунад, балки аз мушкилоти вайроншавии ҷаббандагони сершудаи физикӣ низ пешгирӣ мекунад. Пас аз пешамплификация ва фишурдани импулс, импулсҳои тухмӣ ба марҳилаи GMNA ворид карда мешаванд. GMNA аз модулятсияи худфаза ва тақсимоти носимметрии дарозии фоида дар нахҳои оптикӣ истифода мебарад, то васеъшавии спектралӣ ба даст орад ва импулсҳои ултракӯтоҳро бо чиркиши хаттии қариб комил тавлид кунад, ки дар ниҳоят то зер-40 фемтосония тавассути ҷуфтҳои панҷара фишурда мешаванд. Дар марҳилаи тавлиди RDW, муҳаққиқон аз нахҳои худсохти антирезонансии нӯҳрезонатории холӣ истифода бурданд. Ин намуди нахи оптикӣ дар банди импулси насос ва минтақаи рӯшноии намоён талафоти хеле кам дорад, ки имкон медиҳад энергия аз насос ба мавҷи пароканда самаранок табдил дода шавад ва аз халалҳое, ки аз банди резонансии талафоти баланд ба вуҷуд меоянд, пешгирӣ карда шавад. Дар шароити беҳтарин, энергияи импулси мавҷи пароканда аз ҷониби система метавонад ба 39 наноҷоул, паҳнои кӯтоҳтарини импулс метавонад ба 13 фемтосония, қувваи авҷ метавонад то 2,2 мегаватт ва самаранокии табдили энергия метавонад то 13% бошад. Боз ҳам ҷолибтар он аст, ки бо танзими фишори газ ва параметрҳои нах, системаро ба осонӣ ба бандҳои ултрабунафш ва инфрасурх васеъ кардан мумкин аст ва танзими паҳнои бандро аз ултрабунафши амиқ то инфрасурх ба даст меорад.
Ин таҳқиқот на танҳо дар соҳаи бунёдии фотоника аҳамияти назаррас дорад, балки барои соҳаҳои саноатӣ ва татбиқӣ низ вазъияти наверо мекушояд. Масалан, дар соҳаҳо ба монанди аксбардории микроскопияи бисёрфотонӣ, спектроскопияи ултратези бо вақт ҳалшаванда, коркарди мавод, тибби дақиқ ва таҳқиқоти оптикаи ғайрихаттии ултратез, ин навъи нави манбаи нури ултратези хурд ба корбарон асбобҳо ва чандирии бесобиқаро фароҳам меорад. Хусусан дар сенарияҳое, ки суръати баланди такрор, қувваи авҷ ва импулсҳои ултра кӯтоҳро талаб мекунанд, ин технология бешубҳа рақобатпазиртар аст ва дар муқоиса бо системаҳои анъанавии тақвияти титан-сапфир ё оптикии параметрӣ потенсиали бештари таблиғотӣ дорад.
Дар оянда, гурӯҳи тадқиқотӣ нақша дорад, ки системаро боз ҳам беҳтар созад, ба монанди ҳамгироии меъмории кунунӣ, ки дорои якчанд ҷузъҳои оптикии фазои озод аст, ба нахҳои оптикӣ ё ҳатто истифодаи як осциллятори Мамышев барои иваз кардани омезиши осциллятори ҷорӣ ва тақвиятдиҳанда, барои ноил шудан ба миниатюризатсия ва ҳамгироии система. Илова бар ин, бо мутобиқ шудан ба намудҳои гуногуни нахҳои зиддирезонансӣ, ҷорӣ кардани газҳои фаъоли Раман ва модулҳои дучандкунии басомад, интизор меравад, ки ин система ба як банди васеътар васеъ карда шавад ва ҳалли лазерии пурраи нахӣ, васеъбандӣ ва ултратезро барои соҳаҳои гуногун, ба монанди ултрабунафш, нури намоён ва инфрасурх, таъмин намояд.
Расми 1. Диаграммаи схемавии танзими лазери импулсӣ
Вақти нашр: 28 майи соли 2025