Лазери ултра зудбарои илми аттосония
Дар айни замон, импулсҳои аттосекундӣ асосан тавассути тавлиди гармоникии тартиби баланд (HHG), ки аз ҷониби майдонҳои қавӣ идора карда мешавад, ба даст оварда мешаванд. Моҳияти тавлиди онҳоро метавон ҳамчун ионизатсия, суръатбахшӣ ва аз ҷониби майдони электрикии лазерии қавӣ барои озод кардани энергия ва бо ин васила партофтани импулсҳои аттосекундии XUV фаҳмид.
Аз ин рӯ, баромади аттосекунд ба паҳнои импулс, энергия, дарозии мавҷ ва суръати такрори импулс хеле ҳассос аст.лазери ронандагӣ(Лазери ултрафасъат): паҳнои кӯтоҳтари импулс барои ҷудо кардани импулсҳои аттосония муфид аст, энергияи баландтар ионизатсия ва самаранокиро беҳтар мекунад, дарозии мавҷи дарозтар энергияи буришро зиёд мекунад, аммо самаранокии табдилдиҳиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва суръати баланди такрор таносуби сигнал ба садоро беҳтар мекунад, аммо бо энергияи ягонаи импулс маҳдуд аст. Барномаҳои гуногун (ба монанди микроскопияи электронӣ, спектроскопияи ҷабби рентгенӣ, ҳисобкунии тасодуф ва ғайра) ба индекси импулси аттосония таъкидҳои гуногун доранд, ки талаботи фарқкунанда ва ҳамаҷонибаро барои рондани лазерҳо пешниҳод мекунад. Беҳтар кардани кори рондани лазерҳо барои истифода дар илми аттосония муҳим аст.
Чор роҳи асосии технологӣ барои беҳтар кардани самаранокии лазерҳои ронандагӣ (лазери ултрафаст)
1. Энергияи баландтар: Барои бартараф кардани самаранокии пасти табдили HHG ва ба даст овардани импулсҳои аттосекундии баландсифат тарҳрезӣ шудааст. Таҳаввулоти технологӣ аз тақвияти анъанавии импулсҳои чирпӣ (CPA) ба оилаи тақвияти параметрии оптикӣ, аз ҷумла тақвияти импулсҳои параметрии чирпӣ (OPCPA), OPA-и дугона чирпӣ (DC-OPA), OPA-и домени басомад (FOPA) ва OPCPA-и мувофиқкунии квазифаза (QPCPA), гузашт. Илова бар ин, якҷоя кардани усулҳои синтези шуоъи когерентӣ (CBC) ва тақвияти тақсимоти импулс (DPA) барои бартараф кардани маҳдудиятҳои физикии тақвиятдиҳандаҳои якканалӣ, ба монанди таъсири гармӣ ва осеби ғайрихаттӣ ва ба даст овардани баромади энергияи сатҳи Ҷоул.
2. Паҳнои кӯтоҳтари импулс: Барои тавлиди импулсҳои ҷудогонаи аттосекундӣ тарҳрезӣ шудааст, ки метавонанд барои таҳлили динамикаи электронӣ истифода шаванд, ки импулсҳои ронандагии кам ё ҳатто зердаврӣ ва фазаи устувори лифофаи интиқолдиҳанда (CEP)-ро талаб мекунанд. Технологияҳои асосӣ истифодаи усулҳои фишурдани пас аз ғайрихаттӣ, ба монанди нахи аслии холӣ (HCF), плёнкаи бисёр тунук (MPSC) ва ковокии бисёрканалӣ (MPC)-ро барои фишурдани паҳнои импулс ба дарозиҳои хеле кӯтоҳ дар бар мегиранд. Устувории CEP бо истифода аз интерферометри f-2f чен карда мешавад ва тавассути механизмҳои фаъоли бозгашт/фишурдани пеш (масалан, AOFS, AOPDF) ё худустувории комилан оптикии пассивӣ, ки ба равандҳои фарқияти басомад асос ёфтаанд, ба даст оварда мешавад.
3. Дарозии мавҷи дарозтар: Барои тела додани энергияи фотони аттосекундӣ ба минтақаи "тирезаи об" барои аксбардории биомолекула тарҳрезӣ шудааст. Се роҳи асосии технологӣ инҳоянд:
Тақвияти параметрии оптикӣ (OPA) ва каскади он: Ин роҳи ҳалли асосӣ дар диапазони дарозии мавҷҳои 1-5 мкм мебошад, ки кристаллҳо ба монанди BiBO ва MgO: LN-ро истифода мебарад; >Кристаллҳо ба монанди ZGP ва LiGaS₂ барои банди дарозии мавҷҳои 5 мкм лозиманд.
Тавлиди басомади дифференсиалӣ (DFG) ва басомади дифференсиалии дохили импулсӣ (IPDFG): метавонад манбаъҳои тухмиро бо устувории ғайрифаъоли CEP таъмин кунад.
Технологияи лазерии мустақим, ба монанди лазерҳои халкогенидии металли гузариши Cr: ZnS/Se, бо номи "сапфири титании инфрасурхи миёна" маъруф аст ва дорои бартариҳои сохтори паймон ва самаранокии баланд мебошад.
4. Сатҳи баланди такрор: барои беҳтар кардани таносуби сигнал ба садо ва самаранокии ба даст овардани маълумот ва ҳалли маҳдудиятҳои таъсири заряди фазоӣ нигаронида шудааст. Ду роҳи асосӣ:
Технологияи ковокии такмилёфтаи резонанс: истифодаи ковокиҳои резонансии дақиқи баланд барои баланд бардоштани қувваи авҷи импулсҳои басомади такрории сатҳи мегагертс барои рондани HHG, дар соҳаҳо ба монанди шонаҳои басомади XUV татбиқ шудааст, аммо тавлиди импулсҳои ҷудогонаи аттосекундӣ то ҳол мушкилот эҷод мекунад.
Сатҳи баланди такрор валазери баландқувватгардонандаи мустақим, аз ҷумла OPCPA, CPA-и нахӣ дар якҷоягӣ бо фишурдани пас аз ғайрихаттӣ ва осциллятори плёнкаи тунук, тавлиди импулси аттосонияи ҷудогона бо суръати такрории 100 кГц-ро ба даст овардааст.
Вақти нашр: 16 марти соли 2026