Уникатен ултрафаст ласерски дел два

УникатноУлтрафаст ласерВтор дел

Дисперзија и ширење на пулсот: Дисперзија на групно одложување
Еден од најтешките технички предизвици што се соочуваат при користење на ултрафаст ласери е одржувањето на времетраењето на ултра-кратки пулси кои првично се испуштаат одласер. Ултрафаст пулсирањата се многу подложни на искривување на времето, што ги прави пулсирањата подолги. Овој ефект се влошува бидејќи времетраењето на почетниот пулс се скратува. Додека ултрафастните ласери можат да емитуваат пулсирања со времетраење од 50 секунди, тие можат да се засилат навреме со употреба на огледала и леќи за пренесување на пулсот на целната локација, па дури и само да го пренесат пулсот преку воздухот.

Овој пат искривување се квантифицира со употреба на мерка наречена група за одложена дисперзија (GDD), позната и како дисперзија од втор ред. Всушност, постојат и термини со дисперзија со повисок ред кои можат да влијаат на временската распределба на ултрафарт-ласерските пулси, но во пракса, обично е доволно само да се испита ефектот на ГДД. GDD е вредност зависна од фреквенцијата која е линеарно пропорционална со дебелината на даден материјал. Оптиката за пренос, како што се леќи, прозорец и објективни компоненти, обично имаат позитивни вредности на GDD, што укажува дека некогаш компресираните пулсирања можат да и дадат на преносот на преносот подолго времетраење на пулсот од оние што се испуштаат од оние што се испуштаат одласерски системи. Компонентите со пониски фреквенции (т.е. подолги бранови должини) пропагираат побрзо од компонентите со повисоки фреквенции (т.е. пократки бранови должини). Бидејќи пулсот поминува низ сè повеќе материја, брановата должина во пулсот ќе продолжи да се протега понатаму и понатаму на време. За пократки траење на пулсот, и затоа пошироки ширина на опсег, овој ефект е дополнително претерано и може да резултира во значително нарушување на времето на пулсот.

Ултрафаст ласерски апликации
спектроскопија
Од доаѓањето на ултрафаст ласерски извори, спектроскопија е една од нивните главни области за апликација. Со намалување на времетраењето на пулсот до фемосекунди или дури и атмоскунди, сега може да се постигнат динамични процеси во физиката, хемијата и биологијата што беа историски невозможни за набудување. Еден од клучните процеси е атомското движење, а набудувањето на атомското движење го подобри научното разбирање на фундаменталните процеси како што се молекуларни вибрации, молекуларна дисоцијација и трансфер на енергија во фотосинтетички протеини.

Биоимагирање
Ултрафаст ласерите со врвна моќ ги поддржуваат нелинеарните процеси и ја подобруваат резолуцијата за биолошка слика, како што е мулти-фотонска микроскопија. Во мулти-фотонски систем, со цел да се генерира нелинеарно сигнал од биолошки медиум или флуоресцентна цел, две фотони мора да се преклопуваат во просторот и времето. Овој нелинеарен механизам ја подобрува резолуцијата на сликата со значително намалување на сигналите во позадина флуоресценција кои ги чудат студиите за процесите со еднофотон. Поедноставената позадина на сигналот е илустрирана. Помалиот побудувачки регион на мултифотонскиот микроскоп исто така ја спречува фотоотоксичноста и го минимизира оштетувањето на примерокот.

Слика 1: Пример дијаграм на патека на зракот во мулти-фотонски микроскоп експеримент

Обработка на ласерски материјал
Ултрафаст ласерските извори, исто така, револуционизираа ласерско микромахинирање и обработка на материјали заради уникатниот начин на кој пулсирањата во ултрашорт комуницираат со материјалите. Како што споменавме порано, кога разговарате за ЛДТ, времетраењето на ултрафастниот пулс е побрзо од временската скала на дифузија на топлина во решетките на материјалот. Ултрафаст ласерите произведуваат многу помала зона погодена од топлина отколкуНаносекунда пулсирани ласери, што резултира во пониски загуби на засек и попрецизна обработка. Овој принцип е исто така применлив за медицински апликации, каде зголемената прецизност на ултрафарт-ласерско сечење помага да се намали оштетувањето на околното ткиво и го подобрува искуството на пациентот за време на ласерската операција.

Пулсирања на Атосекунд: Иднината на ултрафастните ласери
Бидејќи истражувањата продолжуваат да ги унапредуваат ултрафастните ласери, се развиваат нови и подобрени извори на светлина со пократки траење на пулсот. За да се здобијат со увид во побрзите физички процеси, многу истражувачи се фокусираат на генерирање на пулсирања на атосекунд-околу 10-18 секунди во екстремниот опсег на бранова должина на ултравиолетовите (XUV). Пулсирањата на AttoSecond овозможуваат следење на електронското движење и да се подобри нашето разбирање за електронската структура и квантната механика. Додека интеграцијата на ласерите на Xuv Attosecond во индустриските процеси допрва треба да постигне значителен напредок, тековните истражувања и напредокот во областа скоро сигурно ќе ја истуркаат оваа технологија од лабораторијата и во производството, како што беше случајот со фемосекунда и пикосекундаласерски извори.