Sehemu ya kipekee ya laser ya pili

KipekeeUltrafast lasersehemu ya pili

Kutawanyika na kuenea kwa kunde: Utawanyiko wa kuchelewesha kikundi
Changamoto moja ngumu zaidi ya kiufundi iliyokutana wakati wa kutumia lasers ya Ultrafast ni kudumisha muda wa pulses fupi za kwanza zilizotolewa nalaser. Pulses za Ultrafast zinahusika sana na kupotosha wakati, ambayo hufanya mapigo kuwa ndefu. Athari hii inazidi kuwa mbaya wakati muda wa mapigo ya awali unapunguza. Wakati lasers za Ultrafast zinaweza kutoa mapigo na muda wa sekunde 50, zinaweza kupandishwa kwa wakati kwa kutumia vioo na lensi kusambaza mapigo kwa eneo la lengo, au hata kusambaza tu mapigo kupitia hewa.

Kupotosha kwa wakati huu kunakamilika kwa kutumia kipimo kinachoitwa utawanyiko wa kikundi kilichocheleweshwa (GDD), pia inajulikana kama utawanyiko wa mpangilio wa pili. Kwa kweli, pia kuna masharti ya utawanyiko wa hali ya juu ambayo yanaweza kuathiri usambazaji wa wakati wa pulses za Ultrafart-laser, lakini kwa mazoezi, kawaida inatosha kuchunguza athari za Pato la Taifa. GDD ni thamani inayotegemea frequency ambayo ni sawa na unene wa nyenzo fulani. Optics za maambukizi kama lensi, dirisha, na vifaa vya malengo kawaida huwa na maadili mazuri ya Pato la Taifa, ambayo inaonyesha kuwa mara moja pulses zilizoshinikizwa zinaweza kutoa macho ya maambukizi muda mrefu zaidi kuliko yale yaliyotolewa naMifumo ya Laser. Vipengele vilivyo na masafa ya chini (yaani, mawimbi marefu) hueneza haraka kuliko vifaa vyenye masafa ya juu (yaani, mawimbi mafupi). Wakati mapigo yanapita zaidi na zaidi, wimbi kwenye kunde litaendelea kupanuka zaidi na zaidi kwa wakati. Kwa durations fupi za kunde, na kwa hivyo bandwidths pana, athari hii inazidishwa zaidi na inaweza kusababisha kupotosha kwa wakati wa mapigo.

Maombi ya laser ya Ultrafast
Spectroscopy
Tangu ujio wa vyanzo vya laser ya Ultrafast, Spectroscopy imekuwa moja wapo ya maeneo yao kuu ya maombi. Kwa kupunguza muda wa mapigo kwa femtoseconds au hata attoseconds, michakato ya nguvu katika fizikia, kemia na biolojia ambayo kihistoria haiwezekani kuzingatia sasa inaweza kupatikana. Mojawapo ya michakato muhimu ni mwendo wa atomiki, na uchunguzi wa mwendo wa atomiki umeboresha uelewa wa kisayansi wa michakato ya msingi kama vile vibration ya Masi, kujitenga kwa Masi na uhamishaji wa nishati katika protini za photosynthetic.

bioimaging
Peak-nguvu Ultrafast lasers inasaidia michakato isiyo ya moja kwa moja na kuboresha azimio la mawazo ya kibaolojia, kama microscopy ya picha nyingi. Katika mfumo wa picha nyingi, ili kutoa ishara isiyo ya moja kwa moja kutoka kwa lengo la kati au la fluorescent, picha mbili lazima ziingie katika nafasi na wakati. Utaratibu huu usio na mfano unaboresha azimio la kufikiria kwa kupunguza sana ishara za nyuma za fluorescence ambazo zinasababisha masomo ya michakato ya picha moja. Asili rahisi ya ishara imeonyeshwa. Kanda ndogo ya uchochezi ya darubini ya multiphoton pia inazuia upigaji picha na hupunguza uharibifu kwa sampuli.

Kielelezo 1: Mchoro wa mfano wa njia ya boriti katika jaribio la darubini ya picha nyingi

Usindikaji wa nyenzo za laser
Vyanzo vya laser ya Ultrafast pia vimebadilisha micromachining ya laser na usindikaji wa nyenzo kwa sababu ya njia ya kipekee ambayo pulses za ultrashort zinaingiliana na vifaa. Kama tulivyosema hapo awali, wakati wa kujadili LDT, muda wa mapigo ya hali ya juu ni haraka kuliko kiwango cha wakati wa utengamano wa joto ndani ya kimiani ya nyenzo. Lasers za Ultrafast hutoa eneo ndogo zaidi lililoathiriwa na joto kulikoNanosecond pulsed lasers, kusababisha upotezaji wa chini wa kupungua na machining sahihi zaidi. Kanuni hii pia inatumika kwa matumizi ya matibabu, ambapo usahihi wa kukatwa kwa Ultrafart-Laser husaidia kupunguza uharibifu wa tishu zinazozunguka na inaboresha uzoefu wa mgonjwa wakati wa upasuaji wa laser.

Attosecond pulses: mustakabali wa lasers ya mwisho
Wakati utafiti unaendelea kuendeleza lasers za Ultrafast, vyanzo vipya na vilivyoboreshwa vya taa na durations fupi za kunde zinaandaliwa. Ili kupata ufahamu juu ya michakato ya haraka ya mwili, watafiti wengi wanaangazia kizazi cha mapigo ya Attosecond-karibu 10-18 s katika safu ya nguvu ya ultraviolet (XUV). Attosecond pulses huruhusu ufuatiliaji wa mwendo wa elektroni na kuboresha uelewa wetu wa muundo wa elektroniki na mechanics ya quantum. Wakati ujumuishaji wa XUV Attosecond lasers katika michakato ya viwandani bado haujafanya maendeleo makubwa, utafiti unaoendelea na maendeleo kwenye uwanja hakika utasukuma teknolojia hii nje ya maabara na kuingia katika utengenezaji, kama ilivyokuwa kwa FemTosecond na PicosecondVyanzo vya laser.