Leza ya kasi ya juu kwa sayansi ya attosecond

Leza ya kasi ya juukwa sayansi ya attosecond
Kwa sasa, mapigo ya attosecond hupatikana hasa kupitia kizazi cha harmonic cha mpangilio wa juu (HHG) kinachoendeshwa na mashamba yenye nguvu. Kiini cha kizazi chao kinaweza kueleweka kama elektroni zinazobadilishwa kuwa ioni, kuharakishwa, na kuunganishwa tena na uwanja wenye nguvu wa umeme wa leza ili kutoa nishati, na hivyo kutoa mapigo ya attosecond XUV.
Kwa hivyo, pato la attosecond ni nyeti sana kwa upana wa mapigo, nishati, urefu wa wimbi, na kiwango cha marudio chaleza ya kuendesha gari(Leza ya kasi ya juu): upana mfupi wa mapigo una manufaa kwa kutenganisha mapigo ya attosecond, nishati ya juu huboresha ioni na ufanisi, urefu mrefu wa wimbi huongeza nishati ya kukata lakini hupunguza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa ubadilishaji, na kiwango cha juu cha marudio huboresha uwiano wa ishara-kwa-kelele lakini hupunguzwa na nishati ya mapigo moja. Matumizi tofauti (kama vile hadubini ya elektroni, spektroskopia ya ufyonzaji wa X-ray, kuhesabu kwa bahati mbaya, n.k.) yana msisitizo tofauti kwenye faharasa ya mapigo ya attosecond, ambayo hutoa mahitaji tofauti na ya kina kwa leza za kuendesha. Kuboresha utendaji wa leza za kuendesha ni muhimu kwa matumizi katika sayansi ya attosecond.

Njia nne kuu za kiteknolojia ili kuboresha utendaji wa leza za kuendesha gari (Leza ya kasi ya juu)
1. Nishati ya juu: Imeundwa ili kushinda ufanisi mdogo wa ubadilishaji wa HHG na kupata mapigo ya attosecond yenye nguvu ya juu. Mageuzi ya kiteknolojia yamebadilika kutoka kwa ukuzaji wa mapigo ya kawaida ya chirped pulse (CPA) hadi familia ya ukuzaji wa parametric optical, ikiwa ni pamoja na ukuzaji wa mapigo ya chirped optical parametric (OPCPA), OPA yenye chirped dual (DC-OPA), OPA ya masafa (FOPA), na OPCPA (QPCPA) inayolingana kwa awamu ya nusu. Kuchanganya zaidi mbinu za usanisi wa boriti thabiti (CBC) na ukuzaji wa mgawanyiko wa mapigo (DPA) ili kushinda mapungufu ya kimwili ya vikuzaji vya njia moja, kama vile athari za joto na uharibifu usio wa mstari, na kufikia pato la nishati la kiwango cha Joule.
2. Upana mfupi wa mapigo: Imeundwa ili kutoa mapigo ya attosecond yaliyotengwa ambayo yanaweza kutumika kuchambua mienendo ya kielektroniki, ikihitaji mapigo machache au hata ya chini ya upimaji na awamu thabiti ya bahasha ya kubeba (CEP). Teknolojia kuu ni pamoja na kutumia mbinu zisizo za mstari za kubana baada ya mgandamizo kama vile nyuzinyuzi ya msingi isiyo na kitu (HCF), filamu nyembamba nyingi (MPSC), na uwazi wa njia nyingi (MPC) ili kubana upana wa mapigo hadi urefu mfupi sana. Uthabiti wa CEP hupimwa kwa kutumia kipima-kati cha f-2f na kupatikana kupitia maoni/mrejesho unaofanya kazi (kama vile AOFS, AOPDF) au mifumo ya uthabiti wa macho yote tulivu kulingana na michakato ya tofauti ya masafa.
3. Urefu wa wimbi: Imeundwa kusukuma nishati ya fotoni ya attosecond kwenye bendi ya "dirisha la maji" kwa ajili ya upigaji picha wa biomolekuli. Njia tatu kuu za kiteknolojia ni:
Upanuzi wa vigezo vya macho (OPA) na mtiririko wake: Ni suluhisho kuu katika safu ya urefu wa wimbi la 1-5 μ m, kwa kutumia fuwele kama vile BiBO na MgO: LN; >Fuwele kama vile ZGP na LiGaS ₂ zinahitajika kwa bendi ya urefu wa wimbi la 5 μ m.
Uzalishaji wa Masafa Tofauti (DFG) na Masafa Tofauti ya Ndani ya Mdundo (IPDFG): yanaweza kutoa vyanzo vya mbegu uthabiti wa CEP tulivu.
Teknolojia ya leza ya moja kwa moja, kama vile leza za chalcogenide za mpito za Cr: ZnS/Se, inajulikana kama "yakuti ya katikati ya infrared titani" na ina faida za muundo mdogo na ufanisi wa hali ya juu.
4. Kiwango cha juu cha marudio: kinacholenga kuboresha uwiano wa ishara-kwa-kelele na ufanisi wa upatikanaji wa data, na kushughulikia mapungufu ya athari za chaji ya nafasi. Njia mbili kuu:
Teknolojia ya uwazi ulioimarishwa wa mwangwi: kutumia mashimo ya mwangwi yenye usahihi wa hali ya juu ili kuongeza nguvu ya kilele cha mapigo ya masafa yanayojirudia ya kiwango cha megahertz ili kuendesha HHG, imetumika katika nyanja kama vile vichana vya masafa ya XUV, lakini kutengeneza mapigo ya attosecond yaliyotengwa bado kunaleta changamoto.
Kiwango cha juu cha marudio naleza yenye nguvu nyingikiendeshi cha moja kwa moja, ikijumuisha OPCPA, nyuzinyuzi CPA pamoja na mgandamizo wa posta usio wa mstari, na kioscillator chembamba cha filamu, kimefanikisha uzalishaji wa mapigo ya attosecond pekee kwa kiwango cha marudio cha 100 kHz.