Kipekee ultrafast laser sehemu ya pili

Kipekeelaser ya haraka zaidisehemu ya pili

Mtawanyiko na kuenea kwa mapigo ya moyo: Kuchelewesha kutawanyika kwa kikundi
Mojawapo ya changamoto ngumu zaidi za kiufundi zinazopatikana wakati wa kutumia leza za kasi zaidi ni kudumisha muda wa mipigo mifupi ya kasi iliyotolewa naleza. Mipigo ya haraka sana huathirika sana na upotoshaji wa wakati, ambayo hufanya mapigo kuwa marefu. Athari hii huwa mbaya zaidi kadri muda wa mpigo wa awali unavyopungua. Ingawa lenzi za kasi zaidi zinaweza kutoa mapigo kwa muda wa sekunde 50, zinaweza kuimarishwa kwa wakati kwa kutumia vioo na lenzi kusambaza mapigo kwenye eneo lengwa, au hata kusambaza mapigo kupitia hewa.

Upotoshaji wa wakati huu unakaguliwa kwa kutumia kipimo kinachoitwa utawanyiko uliochelewa wa kikundi (GDD), pia unajulikana kama utawanyiko wa mpangilio wa pili. Kwa kweli, pia kuna masharti ya utawanyiko wa hali ya juu ambayo yanaweza kuathiri usambazaji wa wakati wa mapigo ya ultrafart-laser, lakini katika mazoezi, kwa kawaida inatosha tu kuchunguza athari za GDD. GDD ni thamani inayotegemea masafa ambayo inalingana kimstari na unene wa nyenzo fulani. Optics ya upitishaji kama vile lenzi, dirisha, na vijenzi vya lengo kwa kawaida huwa na maadili chanya ya GDD, ambayo inaonyesha kuwa mipigo ikishabanwa inaweza kuzipa optics za upitishaji muda mrefu wa mpigo kuliko zile zinazotolewa namifumo ya laser. Vipengele vilivyo na masafa ya chini (yaani, urefu mrefu wa mawimbi) huenea kwa kasi zaidi kuliko vipengele vilivyo na masafa ya juu (yaani, urefu mfupi wa mawimbi). Kadiri mapigo ya moyo yanavyopitia maada zaidi na zaidi, urefu wa wimbi katika mpigo utaendelea kupanuka zaidi na zaidi kwa wakati. Kwa muda mfupi wa mapigo, na kwa hiyo kipimo data kwa upana, athari hii hutiwa chumvi zaidi na inaweza kusababisha upotoshaji mkubwa wa muda wa mapigo.

Maombi ya laser ya haraka zaidi
uchunguzi wa macho
Tangu ujio wa vyanzo vya laser vya kasi zaidi, spectroscopy imekuwa mojawapo ya maeneo yao kuu ya maombi. Kwa kupunguza muda wa mpigo hadi sekunde za femtoseconds au hata attoseconds, michakato inayobadilika katika fizikia, kemia na baiolojia ambayo kihistoria haikuwezekana kuzingatiwa sasa inaweza kufikiwa. Mojawapo ya michakato muhimu ni mwendo wa atomiki, na uchunguzi wa mwendo wa atomiki umeboresha uelewa wa kisayansi wa michakato ya kimsingi kama vile mtetemo wa molekuli, kutengana kwa molekuli na uhamishaji wa nishati katika protini za usanisinuru.

bioimaging
Leza za kasi ya juu zaidi za nguvu ya kilele huauni michakato isiyo ya mstari na kuboresha utatuzi wa picha za kibiolojia, kama vile hadubini ya fotoni nyingi. Katika mfumo wa fotoni nyingi, ili kutoa ishara isiyo ya mstari kutoka kwa shabaha ya kati ya kibayolojia au fluorescent, fotoni mbili lazima ziingiliane katika nafasi na wakati. Utaratibu huu usio na mstari huboresha azimio la upigaji picha kwa kupunguza kwa kiasi kikubwa ishara za usuli za fluorescence ambazo hukumba masomo ya michakato ya fotoni moja. Mandharinyuma ya mawimbi yaliyorahisishwa yanaonyeshwa. Eneo dogo la msisimko la darubini nyingi pia huzuia sumu ya picha na kupunguza uharibifu wa sampuli.

Kielelezo cha 1: Mfano wa mchoro wa njia ya boriti katika jaribio la hadubini ya picha nyingi

Usindikaji wa nyenzo za laser
Vyanzo vya leza ya kasi zaidi pia vimeleta mapinduzi ya uchakataji wa leza na uchakataji nyenzo kutokana na njia ya kipekee ambayo mipigo ya ultrashort huingiliana na nyenzo. Kama ilivyoelezwa hapo awali, wakati wa kujadili LDT, muda wa kasi zaidi wa mpigo ni kasi zaidi kuliko kiwango cha wakati wa uenezaji wa joto kwenye kimiani ya nyenzo. Laser za kasi zaidi hutoa eneo ndogo zaidi lililoathiriwa na joto kulikonanosecond pulsed lasers, na kusababisha hasara ya chini ya chale na machining sahihi zaidi. Kanuni hii inatumika pia kwa maombi ya matibabu, ambapo usahihi ulioongezeka wa kukata kwa laser ya ultrafart husaidia kupunguza uharibifu wa tishu zinazozunguka na kuboresha uzoefu wa mgonjwa wakati wa upasuaji wa laser.

Mapigo ya Attosecond: siku zijazo za lasers za haraka zaidi
Utafiti unapoendelea kuendeleza leza zenye kasi zaidi, vyanzo vipya na vilivyoboreshwa vya mwanga vilivyo na muda mfupi wa mpigo vinatengenezwa. Ili kupata ufahamu juu ya michakato ya haraka ya kimwili, watafiti wengi wanazingatia kizazi cha mapigo ya attosecond - kuhusu 10-18 s katika safu ya urefu wa ultraviolet (XUV) uliokithiri. Mipigo ya Attosecond huruhusu ufuatiliaji wa mwendo wa elektroni na kuboresha uelewa wetu wa muundo wa kielektroniki na mechanics ya quantum. Ingawa ujumuishaji wa lasers za XUV attosecond katika michakato ya kiviwanda bado haujafanya maendeleo makubwa, utafiti unaoendelea na maendeleo katika uwanja hakika yatasukuma teknolojia hii nje ya maabara na hadi utengenezaji, kama ilivyokuwa kwa femtosecond na picosecond.vyanzo vya laser.


Muda wa kutuma: Juni-25-2024