Schimbați viteza pulsului laserului ultrascurt foarte puternic

Modificați viteza pulsuluilaser ultrascurt foarte puternic

Laserele super ultra-scurte se referă în general la impulsuri laser cu lățimi ale impulsurilor de zeci și sute de femtosecunde, putere maximă de terawați și petawați, iar intensitatea luminii lor focalizate depășește 1018 W/cm2. Laserul super ultra-scurt și sursa sa super radiație generată și sursa de particule de înaltă energie au o gamă largă de valori de aplicare în multe direcții de cercetare de bază, cum ar fi fizica energiei înalte, fizica particulelor, fizica plasmei, fizica nucleară și astrofizica și rezultatele științifice. rezultatele cercetării pot servi apoi industriile relevante de înaltă tehnologie, sănătatea medicală, energia mediului și securitatea națională a apărării. De la inventarea tehnologiei de amplificare cu puls ciripit în 1985, a apărut primul beat watt din lume.laserîn 1996 și finalizarea primului laser de 10 bătăi de wați din lume în 2017, în trecut, laserul super ultra-scurt s-a concentrat în principal pe obținerea „luminii celei mai intense”. În ultimii ani, studiile au arătat că, în condițiile menținerii impulsurilor super laser, dacă viteza de transmisie a impulsurilor laserului super ultra-scurt poate fi controlată, aceasta poate aduce rezultatul de două ori cu jumătate din efortul în unele aplicații fizice, ceea ce este de așteptat. pentru a reduce scara super ultra-scurtădispozitive laser, dar să-și îmbunătățească efectul în experimentele de fizică cu laser cu câmp înalt.

Distorsiunea pulsului frontal al laserului ultra-puternic ultrascurt
Pentru a obține puterea de vârf cu energie limitată, lățimea impulsului este redusă la 20~30 femtosecunde prin mărirea lățimii de bandă de câștig. Energia impulsului actualului laser ultra-scurt de 10 cioc-wați este de aproximativ 300 de jouli, iar pragul scăzut de deteriorare al rețelei compresorului face ca deschiderea fasciculului să fie în general mai mare de 300 mm. Fasciculul de puls cu lățimea impulsului de 20 ~ 30 de femtosecunde și deschidere de 300 mm este ușor de suportat distorsiunea de cuplare spațiotemporală, în special distorsiunea frontului pulsului. Figura 1 (a) prezintă separarea spațio-temporală a frontului pulsului și a frontului de fază cauzată de dispersia rolului fasciculului, iar prima arată o „înclinare spațio-temporală” în raport cu cea din urmă. Celălalt este „curbura spațiu-timp” mai complexă, cauzată de sistemul de lentile. SMOCHIN. 1 (b) prezintă efectele frontului pulsului ideal, frontului pulsului înclinat și frontului pulsului îndoit asupra distorsiunii spațio-temporale a câmpului luminos de pe țintă. Ca urmare, intensitatea luminii focalizate este mult redusă, ceea ce nu este propice pentru aplicarea puternică în câmp a laserului super ultra-scurt.

SMOCHIN. 1 (a) înclinarea frontului pulsului cauzată de prismă și rețea și (b) efectul distorsiunii frontului de puls asupra câmpului de lumină spațiu-timp asupra țintei

Controlul vitezei pulsului ultra-puterniclaser ultrascurt
În prezent, fasciculele Bessel produse prin suprapunerea conică a undelor plane au arătat valoare de aplicare în fizica laserului de câmp înalt. Dacă un fascicul pulsat suprapus conic are o distribuție frontală a impulsului axisimetric, atunci intensitatea centrului geometric al pachetului de unde de raze X generat, așa cum se arată în Figura 2, poate fi superluminală constantă, subluminală constantă, superluminală accelerată și subluminală decelerată. Chiar și combinația dintre oglinda deformabilă și modulatorul de lumină spațială de tip fază poate produce o formă spațio-temporală arbitrară a frontului de impuls și apoi poate produce o viteză de transmisie controlabilă arbitrară. Efectul fizic de mai sus și tehnologia sa de modulare pot transforma „distorsiunea” frontului pulsului în „controlul” frontului pulsului și apoi realizează scopul de a modula viteza de transmisie a laserului ultra-puternic ultra-scurt.

SMOCHIN. 2 Impulsurile (a) constantă mai rapidă decât lumina, (b) sublumină constantă, (c) accelerată mai rapid decât lumina și (d) impulsurile de lumină sublumină decelerate generate de suprapunere sunt situate în centrul geometric al regiunii de suprapunere.

Deși descoperirea distorsiunii frontale a pulsului este mai devreme decât laserul super ultra-scurt, aceasta a fost larg preocupată împreună cu dezvoltarea laserului super ultra-scurt. Pentru o lungă perioadă de timp, nu este propice pentru realizarea obiectivului de bază al laserului super ultra-scurt - intensitatea luminii de focalizare ultra-înaltă, iar cercetătorii au lucrat pentru a suprima sau elimina diversele distorsiuni frontale ale pulsului. Astăzi, când „distorsiunea frontală a pulsului” s-a dezvoltat în „controlul frontal al pulsului”, a atins reglarea vitezei de transmisie a laserului super ultra-scurt, oferind noi mijloace și noi oportunități pentru aplicarea laserului super ultra-scurt în fizica laser cu câmp înalt.


Ora postării: 13-mai-2024