Cambia a velocidade do pulso do láser ultracurto superforte

Cambia a velocidade do pulsoláser ultracorto superfuerte

Os láseres súper ultra-curtos refírese xeralmente a pulsos láser con anchos de pulso de decenas e centos de femtosegundos, potencia máxima de terawatts e petawatts e a súa intensidade de luz enfocada supera os 1018 W/cm2. O láser súper ultracurto e a súa fonte de radiación súper xerada e fonte de partículas de alta enerxía teñen unha ampla gama de valor de aplicación en moitas direccións básicas de investigación, como a física de altas enerxías, a física de partículas, a física do plasma, a física nuclear e a astrofísica e a produción científica. os resultados da investigación poden entón servir ás industrias de alta tecnoloxía relevantes, saúde médica, enerxía ambiental e seguridade na defensa nacional. Desde a invención da tecnoloxía de amplificación de pulsos chirped en 1985, a aparición do primeiro vatio de latexo do mundo.láseren 1996 e coa finalización do primeiro láser de 10 vatios do mundo en 2017, o foco do láser súper ultra-curto no pasado foi principalmente conseguir a "luz máis intensa". Nos últimos anos, os estudos demostraron que, baixo a condición de manter os pulsos super láser, se se pode controlar a velocidade de transmisión do pulso do láser super ultra-curto, pode producir o dobre do resultado coa metade do esforzo nalgunhas aplicacións físicas, o que se espera. para reducir a escala de super ultra-curtodispositivos láser, pero mellora o seu efecto en experimentos de física con láser de campo alto.

Distorsión da fronte do pulso do láser ultracorto ultraforte
Para obter a potencia máxima baixo enerxía limitada, o ancho de pulso redúcese a 20 ~ 30 femtosegundos ampliando o ancho de banda de ganancia. A enerxía de pulso do actual láser ultracurto de 10 picos de vatios é duns 300 joules, e o baixo limiar de dano da reixa do compresor fai que a apertura do feixe sexa xeralmente superior a 300 mm. O feixe de pulso cun ancho de pulso de 20 ~ 30 femtosegundos e unha apertura de 300 mm é fácil de transportar a distorsión de acoplamento espazo-temporal, especialmente a distorsión da fronte do pulso. A figura 1 (a) mostra a separación espazo-temporal da fronte de pulso e a fronte de fase causada pola dispersión do papel do feixe, e a primeira mostra unha "inclinación espazo-temporal" en relación á segunda. A outra é a "curvatura do espazo-tempo" máis complexa causada polo sistema de lentes. FIG. 1 (b) mostra os efectos da fronte de pulso ideal, a fronte de pulso inclinada e a fronte de pulso dobrada na distorsión espazo-temporal do campo luminoso no obxectivo. Como resultado, a intensidade da luz enfocada redúcese moito, o que non é propicio para a aplicación de campo forte do láser super ultra-curto.

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 no obxectivo

Control de velocidade do pulso de ultra forteláser ultracorto
Na actualidade, os feixes de Bessel producidos por superposición cónica de ondas planas mostraron un valor de aplicación na física de láser de alto campo. Se un feixe pulsado superposto cónicamente ten unha distribución frontal de pulso axisimétrica, entón a intensidade do centro xeométrico 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. Incluso a combinación de espello deformable e modulador de luz espacial de tipo fase pode producir unha forma espazo-temporal arbitraria da fronte do pulso e, a continuación, 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 continuación, realizar o propósito de modular a velocidade de transmisión do láser ultra-curto ultra-forte.

FIG. 2 Os pulsos de luz (a) constante máis rápido que a luz, (b) subluz constante, (c) acelerados máis rápidos que a luz e (d) pulsos de luz de subluz desacelerados xerados pola superposición están situados no centro xeométrico da rexión de superposición.

Aínda que o descubrimento da distorsión frontal do pulso é anterior ao láser súper ultra-curto, estivo moi preocupado xunto co desenvolvemento do láser súper ultra-curto. Durante moito tempo, non é propicio para a realización do obxectivo central do láser super ultra-curto: intensidade de luz de enfoque ultra-alta, e os investigadores estiveron traballando para suprimir ou eliminar varias distorsións frontales do pulso. Hoxe, cando a "distorsión frontal de pulso" converteuse en "control frontal de pulso", conseguiu a regulación da velocidade de transmisión do láser super ultra-curto, proporcionando novos medios e novas oportunidades para a aplicación do láser súper ultra-curto en física láser de campo alto.