Unigrywlaser uwchgyflymrhan dau
Gwasgariad a lledaeniad pwls: Gwasgariad oedi grŵp
Un o'r heriau technegol anoddaf a wynebir wrth ddefnyddio laserau cyflym iawn yw cynnal hyd y pylsau byr iawn a allyrrir yn wreiddiol gan ylaserMae curiadau cyflym iawn yn agored iawn i ystumio amser, sy'n gwneud y curiadau'n hirach. Mae'r effaith hon yn gwaethygu wrth i hyd y curiad cychwynnol fyrhau. Er y gall laserau cyflym iawn allyrru curiadau sy'n para 50 eiliad, gellir eu mwyhau mewn amser trwy ddefnyddio drychau a lensys i drosglwyddo'r curiad i'r lleoliad targed, neu hyd yn oed drosglwyddo'r curiad trwy'r awyr.
Mae'r ystumio amser hwn yn cael ei fesur gan ddefnyddio mesur o'r enw gwasgariad oedi grŵp (GDD), a elwir hefyd yn wasgariad ail-drefn. Mewn gwirionedd, mae yna dermau gwasgariad uwch-drefn hefyd a all effeithio ar ddosbarthiad amser pylsau laser uwch-ffrwd, ond yn ymarferol, fel arfer mae'n ddigonol dim ond archwilio effaith y GDD. Mae GDD yn werth sy'n ddibynnol ar amledd sy'n gymesur yn llinol â thrwch deunydd penodol. Mae gan opteg trosglwyddo fel cydrannau lens, ffenestr ac amcan werthoedd GDD positif fel arfer, sy'n dangos y gall pylsau ar ôl eu cywasgu roi hyd pwls hirach i'r opteg trosglwyddo na'r rhai a allyrrir gansystemau laserMae cydrannau ag amleddau is (h.y., tonfeddi hirach) yn lledaenu'n gyflymach na chydrannau ag amleddau uwch (h.y., tonfeddi byrrach). Wrth i'r pwls basio trwy fwy a mwy o fater, bydd y donfedd yn y pwls yn parhau i ymestyn ymhellach ac ymhellach mewn amser. Ar gyfer hydau pwls byrrach, ac felly lled band ehangach, mae'r effaith hon yn cael ei gorliwio ymhellach a gall arwain at ystumio amser pwls sylweddol.
Cymwysiadau laser uwchgyflym
sbectrosgopeg
Ers dyfodiad ffynonellau laser cyflym iawn, mae sbectrosgopeg wedi bod yn un o'u prif feysydd cymhwysiad. Drwy leihau hyd y pwls i femtoseconds neu hyd yn oed attoseconds, gellir cyflawni prosesau deinamig mewn ffiseg, cemeg a bioleg a oedd yn hanesyddol yn amhosibl i'w harsylwi. Un o'r prosesau allweddol yw symudiad atomig, ac mae arsylwi symudiad atomig wedi gwella'r ddealltwriaeth wyddonol o brosesau sylfaenol fel dirgryniad moleciwlaidd, daduniad moleciwlaidd a throsglwyddo ynni mewn proteinau ffotosynthetig.
biodelweddu
Mae laserau uwch-gyflym pŵer brig yn cefnogi prosesau anlinellol ac yn gwella datrysiad ar gyfer delweddu biolegol, fel microsgopeg aml-ffoton. Mewn system aml-ffoton, er mwyn cynhyrchu signal anlinellol o gyfrwng biolegol neu darged fflwroleuol, rhaid i ddau ffoton orgyffwrdd mewn gofod ac amser. Mae'r mecanwaith anlinellol hwn yn gwella datrysiad delweddu trwy leihau signalau fflwroleuedd cefndir sy'n plagio astudiaethau o brosesau un ffoton yn sylweddol. Dangosir y cefndir signal symlach. Mae rhanbarth cyffroi llai'r microsgop aml-ffoton hefyd yn atal ffotowenwyndra ac yn lleihau difrod i'r sampl.
Ffigur 1: Diagram enghreifftiol o lwybr trawst mewn arbrawf microsgop aml-ffoton
Prosesu deunydd laser
Mae ffynonellau laser cyflym iawn hefyd wedi chwyldroi microbeiriannu laser a phrosesu deunyddiau oherwydd y ffordd unigryw y mae curiadau byr iawn yn rhyngweithio â deunyddiau. Fel y soniwyd yn gynharach, wrth drafod LDT, mae hyd y curiad cyflym iawn yn gyflymach na'r raddfa amser o drylediad gwres i mewn i ddellt y deunydd. Mae laserau cyflym iawn yn cynhyrchu parth llawer llai yr effeithir arno gan wres naglaserau pwls nanoeiliad, gan arwain at golledion toriad is a pheiriannu mwy manwl gywir. Mae'r egwyddor hon hefyd yn berthnasol i gymwysiadau meddygol, lle mae cywirdeb cynyddol torri laser ultra-ffwrt yn helpu i leihau difrod i'r meinwe gyfagos ac yn gwella profiad y claf yn ystod llawdriniaeth laser.
Curiadau attosecond: dyfodol laserau uwchgyflym
Wrth i ymchwil barhau i ddatblygu laserau uwchgyflym, mae ffynonellau golau newydd a gwell gyda hydau curiadau byrrach yn cael eu datblygu. Er mwyn cael cipolwg ar brosesau ffisegol cyflymach, mae llawer o ymchwilwyr yn canolbwyntio ar gynhyrchu curiadau attosecond – tua 10-18 eiliad yn yr ystod tonfedd uwchfioled eithafol (XUV). Mae curiadau attosecond yn caniatáu olrhain symudiad electronau ac yn gwella ein dealltwriaeth o strwythur electronig a mecaneg cwantwm. Er nad yw integreiddio laserau attosecond XUV i brosesau diwydiannol wedi gwneud cynnydd sylweddol eto, mae bron yn sicr y bydd ymchwil a datblygiadau parhaus yn y maes yn gwthio'r dechnoleg hon allan o'r labordy ac i mewn i weithgynhyrchu, fel sydd wedi bod yn wir gyda femtosecond a picosecond.ffynonellau laser.
Amser postio: Mehefin-25-2024