Endre pulshastigheten tilsupersterk ultrakort laser
Super ultrakorte lasere refererer vanligvis til laserpulser med pulsbredder på titalls og hundrevis av femtosekunder, toppeffekt på terawatt og petawatt, og deres fokuserte lysintensitet overstiger 1018 W/cm2. Super ultrakort laser og dens genererte superstrålingskilde og høyenergipartikkelkilde har et bredt spekter av bruksverdi i mange grunnleggende forskningsretninger som høyenergifysikk, partikkelfysikk, plasmafysikk, kjernefysikk og astrofysikk, og produksjonen av vitenskapelig forskningsresultater kan da tjene relevante høyteknologiske industrier, medisinsk helse, miljøenergi og nasjonal forsvarssikkerhet. Siden oppfinnelsen av chirped pulse amplification teknologi i 1985, fremveksten av verdens første beat wattlaseri 1996 og ferdigstillelsen av verdens første 10-takts watt-laser i 2017, har fokuset til super ultrakort laser tidligere hovedsakelig vært å oppnå det "mest intense lyset". I de siste årene har studier vist at under betingelsen om å opprettholde superlaserpulser, hvis pulsoverføringshastigheten til super ultrakort laser kan kontrolleres, kan det gi det dobbelte av resultatet med halvparten av innsatsen i noen fysiske applikasjoner, som forventes for å redusere omfanget av super ultrakortlaserenheter, men forbedrer effekten i høyfelt laserfysikkeksperimenter.
Forvrengning av pulsfronten til ultrasterk ultrakort laser
For å oppnå toppeffekten under begrenset energi, reduseres pulsbredden til 20~30 femtosekunder ved å forstørre forsterkningsbåndbredden. Pulsenergien til den nåværende 10-nebb-watt ultrakorte laseren er omtrent 300 joule, og den lave skadeterskelen til kompressorgitteret gjør at stråleåpningen generelt er større enn 300 mm. Pulsstrålen med 20~30 femtosekunders pulsbredde og 300 mm blenderåpning er lett å bære den spatiotemporale koblingsforvrengningen, spesielt forvrengningen av pulsfronten. Figur 1 (a) viser rom-temporal separasjon av pulsfronten og fasefronten forårsaket av strålens rollespredning, og førstnevnte viser en "spatio-temporal tilt" i forhold til sistnevnte. Den andre er den mer komplekse "krumningen av rom-tid" forårsaket av linsesystemet. FIG. 1 (b) viser virkningene av ideell pulsfront, skrå pulsfront og bøyd pulsfront på den spatio-temporale forvrengningen av lysfeltet på målet. Som et resultat blir den fokuserte lysintensiteten kraftig redusert, noe som ikke bidrar til den sterke feltpåføringen av super ultrakort laser.
FIG. 1 (a) hellingen av pulsfronten forårsaket av prismet og gitteret, og (b) effekten av forvrengningen av pulsfronten på rom-tid-lysfeltet på målet
Pulshastighetskontroll av ultrasterkultrakort laser
For tiden har Bessel-stråler produsert ved konisk superposisjon av plane bølger vist bruksverdi i høyfeltlaserfysikk. Hvis en konisk overlagret pulserende stråle har en aksesymmetrisk pulsfrontfordeling, kan den geometriske senterintensiteten til den genererte røntgenbølgepakken som vist i figur 2 være konstant superluminal, konstant subluminal, akselerert superluminal og decelerert subluminal. Selv kombinasjonen av deformerbart speil og romlig lysmodulator av fasetype kan produsere vilkårlig romlig-temporal form på pulsfronten, og deretter produsere vilkårlig kontrollerbar overføringshastighet. Den ovennevnte fysiske effekten og dens modulasjonsteknologi kan transformere "forvrengningen" av pulsfronten til "kontroll" av pulsfronten, og deretter realisere formålet med å modulere overføringshastigheten til ultrasterk ultrakort laser.
FIG. 2 De (a) konstante raskere enn lys, (b) konstante underlys, (c) akselererte raskere enn lys, og (d) retarderte underlys-lyspulser generert av superposisjon er lokalisert i det geometriske sentrum av superposisjonsområdet
Selv om oppdagelsen av pulsfrontforvrengning er tidligere enn super ultrakort laser, har det vært mye bekymret sammen med utviklingen av super ultrakort laser. I lang tid har det ikke bidratt til å realisere kjernemålet med super ultrakort laser – ultrahøy fokuserende lysintensitet, og forskere har jobbet med å undertrykke eller eliminere ulike pulsfrontforvrengninger. I dag, når "pulsfrontforvrengningen" har utviklet seg til "pulsfrontkontroll", har den oppnådd regulering av overføringshastigheten til super ultrakort laser, noe som gir nye midler og nye muligheter for bruk av super ultrakort laser i høyfelt laserfysikk.
Innleggstid: 13. mai 2024