Apmēram pirms 10 gadiem pētnieki no Lundas universitātes un Porto universitātes ieviesa rīku ultraātro lāzeru impulsa ilguma mērīšanai. Tā pati komanda tagad ir sasniegusi izrāvienu, kas ļauj mērīt atsevišķus lāzera impulsus plašākā parametru diapazonā kompaktākā iestatījumā.
"Pašreizējie standarta mērījumi femtosekundes lāzeriem, ko parasti izmanto rūpniecībā un medicīnā, sniedz tikai impulsa ilguma novērtējumu. Mūsu pieeja nodrošina pilnīgāku mērījumu un var palīdzēt atraisīt visu īpaši ātrās lāzertehnoloģijas potenciālu," saka Daniels Diazs Rivass, Lundas Universitātes atomfizikas doktorants.
Lielākajai daļai no mums ir grūti aptvert femtosekundes impulsu jēdzienu. Tomēr tos izmanto plašam ikdienas lietojumu klāstam, sākot no acu ķirurģijas līdz mikro{1}}apstrādei rūpniecībā. Īpaši īsie lāzera impulsi var pat izpētīt ātrākos procesus dabā, piemēram, enerģijas pārnesi fotosintēzē un elektronu dinamiku.
Pat ja tos izmanto arvien plašāk, precīza impulsu formas un ilguma mērīšana joprojām ir grūts uzdevums. Elektroniskie instrumenti ir pārāk lēni, tāpēc pētnieki ir pievērsušies optiskām metodēm.
Pašreizējās metodes ir ierobežotas
Tomēr šāda veida optiskajām metodēm parasti ir nepieciešami vairāki mērījumi skenēšanas secībā. Tas padara tos nepiemērotus atsevišķu impulsu tveršanai reāllaikā.
Ir radušās vienreizējas{0}}uzņēmuma versijas, lai raksturotu ļoti īsus impulsus, ko parasti izmanto fundamentālajā zinātnē,-bet cīnās ar garākiem impulsiem, ko biežāk izmanto rūpniecībā un medicīnā. Ierobežojumi ir saistīti ar impulsu pietiekamas izstiepšanas sarežģītību kompaktā optiskā iestatījumā.
Parādās elegants risinājums
Lundas universitātes pētnieki tagad ir izstrādājuši kompaktu un elegantu veidu, kā izstiept īpaši ātrus lāzera impulsus, izmantojot vienkāršu optisko principu. Pētījums ir publicēts žurnālāOptika.
Nosūtot impulsa lāzera staru caur difrakcijas režģi-komponentu, kas telpiski sadala gaismu krāsās-un attēlojot režģi ar lēcu kombināciju, tie var precīzi kontrolēt impulsa ilgumu visā lāzera starā.
Šī pieeja ļauj femtosekundes impulsus pagarināt vairāk nekā desmit reizes kompaktā optiskā iestatījumā.
Tas nodrošina pilnīgu raksturojumu vienā kadrā, neizmantojot iepriekš{0}}kompensējošus optiskos elementus. Šī darba rezultāts ir daudzpusīga tehnika, kas var darboties impulsa ilguma diapazonā no dažām femtosekundēm līdz simtiem, tādējādi aptverot zinātnes, rūpniecības un medicīnas lietojumus. Tas paver iespēju reāllaikā-pārraudzīt atsevišķus impulsus, kas iepriekš nebija sasniedzams daudzām lāzera platformām.
Skatoties uz priekšu
Papildus impulsu raksturošanai šo optisko principu var izmantot, lai veidotu gaismas impulsu telpiskās un laika īpašības un izpētītu dažādus veidus, kā pētīt gaismas{0}}materiālu mijiedarbību.
"Tā kā īpaši ātrie lāzeri turpina virzīt inovācijas zinātnē un tehnoloģijās, tādi rīki kā šis būs galvenais, lai virzītu precizitātes un izpratnes robežas," secina Lundas universitātes atomfizikas vecākais pasniedzējs Kords Arnolds.
