Cambia a velocidade do pulso do láser ultracurto superpotente

Cambiar a velocidade do pulso doláser ultracorto superpotente

Os láseres superultracurtos refírense xeralmente a pulsos láser con anchos de pulso de decenas e centos de femtosegundos, potencia máxima de terawatts e petawats, e a súa intensidade de luz enfocada supera os 1018 W/cm2. O láser superultracurto e a súa fonte de superradiación xerada e a fonte de partículas de alta enerxía teñen unha ampla gama de valor de aplicación en moitas direccións de investigación básica, como a física de altas enerxías, a física de partículas, a física do plasma, a física nuclear e a astrofísica, e os resultados da investigación científica poden servir ás industrias de alta tecnoloxía relevantes, á saúde médica, á enerxía ambiental e á seguridade da defensa nacional. Desde a invención da tecnoloxía de amplificación de pulsos chirriados en 1985, a aparición do primeiro vatio de batido do mundo...láseren 1996 e a finalización do primeiro láser de 10 vatios do mundo en 2017, o foco do láser superultracurto no pasado foi principalmente conseguir a "luz máis intensa". Nos últimos anos, estudos demostraron que, baixo a condición de manter pulsos de superláser, se se pode controlar a velocidade de transmisión do pulso do láser superultracurto, pode obter o dobre de resultados coa metade do esforzo nalgunhas aplicacións físicas, o que se espera que reduza a escala do láser superultracurto.dispositivos láser, pero melloran o seu efecto en experimentos de física láser de alto campo.

Distorsión da fronte de pulso dun láser ultracorto ultraforte
Para obter a potencia máxima con enerxía limitada, o ancho de pulso redúcese a 20~30 femtosegundos ampliando o ancho de banda de ganancia. A enerxía de pulso do láser ultracurto actual de 10 vatios de pico é duns 300 joules, e o baixo limiar de dano da reixa do compresor fai que a apertura do feixe sexa xeralmente maior que 300 mm. O feixe de pulso cun ancho de pulso de 20~30 femtosegundos e unha apertura de 300 mm soporta facilmente a distorsión de acoplamento espaciotemporal, especialmente a distorsión da fronte de pulso. A figura 1 (a) mostra a separación espaciotemporal da fronte de pulso e a fronte de fase causada pola dispersión do papel do feixe, e a primeira mostra unha "inclinación espaciotemporal" en relación coa segunda. A outra é a "curvatura do espazo-tempo" máis complexa causada polo sistema de lentes. A figura 1 (b) mostra os efectos da fronte de pulso ideal, a fronte de pulso inclinada e a fronte de pulso curvada na distorsión espaciotemporal do campo de luz no obxectivo. Como resultado, a intensidade da luz enfocada redúcese considerablemente, o que non favorece a aplicación de campo forte dun láser superultracurto.

FIG. 1 (a) a inclinación da fronte do pulso causada polo prisma e a reixa, e (b) o efecto da distorsión da fronte do pulso no campo de luz espazo-temporal do obxectivo

Control da velocidade do pulso ultra forteláser ultracurto
Na actualidade, os feixes de Bessel producidos por superposición cónica de ondas planas demostraron valor de aplicación na física de láseres de alto campo. Se un feixe pulsado superposto cónicamente ten unha distribución axisimétrica da fronte de pulso, entón a intensidade central xeométrica do paquete de ondas de raios X xerado, como se mostra na Figura 2, pode ser superluminal constante, subluminal constante, superluminal acelerada e subluminal desacelerada. Mesmo a combinación dun espello deformable e un modulador de luz espacial de tipo fase pode producir unha forma espazo-temporal arbitraria da fronte de pulso e, a seguir, producir unha velocidade de transmisión controlable arbitraria. O efecto físico anterior e a súa tecnoloxía de modulación poden transformar a "distorsión" da fronte de pulso en "control" da fronte de pulso e, a seguir, realizar o propósito de modular a velocidade de transmisión dun láser ultraforte e ultracurto.

FIG. 2 Os pulsos de luz subluminosa (a) constante máis rápida que a luz, (b) constante máis rápida que a luz, (c) acelerada máis rápida que a luz e (d) desacelerada xerados por superposición están situados no centro xeométrico da rexión de superposición.

Aínda que o descubrimento da distorsión da fronte de pulso é anterior ao láser superultracurto, foi obxecto de ampla preocupación xunto co desenvolvemento do láser superultracurto. Durante moito tempo, non foi propicia para a realización do obxectivo principal do láser superultracurto: a intensidade da luz de enfoque ultraalta, e os investigadores estiveron a traballar para suprimir ou eliminar diversas distorsións da fronte de pulso. Hoxe, cando a "distorsión da fronte de pulso" se converteu en "control da fronte de pulso", conseguiuse a regulación da velocidade de transmisión do láser superultracurto, proporcionando novos medios e novas oportunidades para a aplicación do láser superultracurto na física de láseres de alto campo.