Badilisha kasi ya mapigo ya leza ya ultrashort yenye nguvu zaidi

Badilisha kasi ya mapigo ya moyosuper-nguvu ultrashort laser

Leza fupi sana kwa ujumla hurejelea mapigo ya leza yenye upana wa mapigo ya makumi na mamia ya sekunde za femtoseconds, nguvu ya kilele ya terawati na petawati, na mwangaza wa mwanga unaolenga zaidi unazidi 1018 W/cm2. Laser fupi sana na chanzo chake cha mionzi bora na chanzo cha chembe ya juu ya nishati ina anuwai ya thamani ya matumizi katika maeneo mengi ya kimsingi ya utafiti kama vile fizikia ya juu ya nishati, fizikia ya chembe, fizikia ya plasma, fizikia ya nyuklia na unajimu, na matokeo ya kisayansi. matokeo ya utafiti yanaweza kuhudumia tasnia husika za teknolojia ya juu, afya ya matibabu, nishati ya mazingira na usalama wa ulinzi wa taifa. Tangu uvumbuzi wa teknolojia ya kukuza mapigo ya moyo mwaka wa 1985, kuibuka kwa mpigo wa kwanza duniani wa wati.lezamwaka wa 1996 na kukamilika kwa laser ya kwanza ya dunia ya midundo 10 mwaka wa 2017, lengo la leza fupi ya juu zaidi hapo awali imekuwa kufikia "mwanga mkali zaidi". Katika miaka ya hivi karibuni, tafiti zimeonyesha kuwa chini ya hali ya kudumisha mapigo ya laser ya juu, ikiwa kasi ya upitishaji wa mapigo ya laser ya juu-fupi inaweza kudhibitiwa, inaweza kuleta matokeo mara mbili na nusu ya juhudi katika matumizi fulani ya mwili, ambayo inatarajiwa. ili kupunguza ukubwa wa super ultra-shortvifaa vya laser, lakini kuboresha athari zake katika majaribio ya fizikia ya laser ya juu.

Upotoshaji wa mapigo ya mbele ya leza ya ultrashort yenye nguvu zaidi
Ili kupata nishati ya kilele chini ya nishati ndogo, upana wa mapigo hupunguzwa hadi 20~30 femtoseconds kwa kupanua kipimo data cha faida. Nishati ya mapigo ya leza fupi ya sasa ya midomo 10 ni takriban joule 300, na kiwango cha chini cha uharibifu wa wavu wa kujazia hufanya kipenyo cha boriti kuwa kubwa zaidi ya 300 mm kwa ujumla. Boriti ya mapigo yenye upana wa mapigo ya femtosecond 20~30 na upenyo wa mm 300 ni rahisi kubeba upotoshaji wa kiunganishi cha anga, hasa upotoshaji wa sehemu ya mbele ya mapigo. Kielelezo cha 1 (a) kinaonyesha mgawanyo wa anga na muda wa sehemu ya mbele ya mapigo na sehemu ya mbele ya awamu inayosababishwa na mtawanyiko wa jukumu la boriti, na cha kwanza kinaonyesha "kuinamisha kwa muda wa anga" kuhusiana na mwisho. Nyingine ni “mviringo mgumu zaidi wa muda wa nafasi” unaosababishwa na mfumo wa lenzi. FIG. 1 (b) inaonyesha athari za mbele bora ya mpigo, mapigo yaliyoelekezwa mbele na mbele ya mapigo yaliyopinda kwenye upotoshaji wa muda wa spatio wa uga wa mwanga kwenye lengwa. Kwa sababu hiyo, mwangaza wa mwanga unaolengwa hupunguzwa sana, ambao haufai kwa utumizi mkali wa uga wa leza ya super ultra-short.

FIG. 2

Udhibiti wa kasi ya mapigo ya nguvu zaidilaser ya ultrashort
Kwa sasa, mihimili ya Bessel inayozalishwa na ujiu juu wa mawimbi ya ndege imeonyesha thamani ya matumizi katika fizikia ya juu ya leza. Iwapo boriti inayopigika iliyoimarishwa juu sana ina mgawanyiko wa mbele wa mapigo ya axisymmetric, basi ukubwa wa kituo cha kijiometri cha pakiti ya wimbi la X-ray kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2 inaweza kuwa ya juu zaidi ya kila mara, subluminal isiyobadilika, kasi ya juu zaidi, na subluminal iliyopungua kasi. Hata mchanganyiko wa kioo kinachoweza kuharibika na moduli ya mwanga wa anga ya awamu inaweza kutoa umbo la kiholela la spatio-muda la mbele ya mapigo, na kisha kutoa kasi ya maambukizi inayoweza kudhibitiwa kiholela. Athari ya kimwili iliyo hapo juu na teknolojia yake ya urekebishaji inaweza kubadilisha "kupotosha" kwa sehemu ya mbele ya mapigo kuwa "udhibiti" wa sehemu ya mbele ya mapigo, na kisha kutambua madhumuni ya kurekebisha kasi ya upokezaji ya leza fupi ya Ultra-nguvu zaidi.

FIG. 2 (a) kasi-kuliko-mwanga mara kwa mara, (b) mwanga mdogo mara kwa mara, (c) mwendo kasi-kuliko-mwanga, na (d) mipigo ya nuru ya chini iliyopungua inayotolewa na nafasi kuu iko katikati ya kijiometri ya eneo la juu.

Ingawa ugunduzi wa upotoshaji wa mapigo ya mbele ni mapema zaidi kuliko leza fupi-fupi sana, imekuwa na wasiwasi mkubwa pamoja na ukuzaji wa leza fupi ya juu zaidi. Kwa muda mrefu, haifai kwa utimilifu wa lengo kuu la leza fupi ya juu zaidi - nguvu ya mwanga inayolenga zaidi ya juu, na watafiti wamekuwa wakifanya kazi ya kukandamiza au kuondoa upotoshaji mbalimbali wa mapigo ya mbele. Leo, wakati "upotoshaji wa mbele ya kunde" umekua "udhibiti wa mbele wa kunde", imepata udhibiti wa kasi ya upitishaji ya laser fupi-fupi, ikitoa njia mpya na fursa mpya za utumiaji wa laser ya juu-fupi katika fizikia ya laser ya uwanja wa juu.