Tukar kelajuan nadi laser ultra pendek yang sangat kuat

Tukar kelajuan nadilaser ultra pendek yang sangat kuat

Laser ultra-pendek secara amnya merujuk kepada denyutan laser dengan lebar nadi berpuluh-puluh dan ratusan femtosaat, kuasa puncak terawatt dan petawatt, dan keamatan cahaya fokusnya melebihi 1018 W/cm2. Laser ultra ultra pendek dan sumber sinaran super terjana dan sumber zarah tenaga tinggi mempunyai pelbagai nilai aplikasi dalam banyak arah penyelidikan asas seperti fizik tenaga tinggi, fizik zarah, fizik plasma, fizik nuklear dan astrofizik, dan output saintifik. hasil penyelidikan kemudiannya boleh memberi perkhidmatan kepada industri berteknologi tinggi yang berkaitan, kesihatan perubatan, tenaga alam sekitar dan keselamatan pertahanan negara. Sejak penciptaan teknologi penguatan nadi berkicau pada tahun 1985, kemunculan watt beat pertama di dunialaserpada tahun 1996 dan penyiapan laser watt 10 denyutan pertama di dunia pada tahun 2017, tumpuan laser ultra ultra pendek pada masa lalu terutamanya adalah untuk mencapai "cahaya paling terang". Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kajian telah menunjukkan bahawa di bawah keadaan mengekalkan denyutan laser super, jika kelajuan penghantaran nadi laser ultra ultra pendek boleh dikawal, ia mungkin membawa dua kali ganda hasil dengan separuh usaha dalam beberapa aplikasi fizikal, yang dijangkakan. untuk mengurangkan skala super ultra-pendekperanti laser, tetapi meningkatkan kesannya dalam eksperimen fizik laser medan tinggi.

Herotan nadi hadapan laser ultra pendek ultra-kuat
Untuk mendapatkan kuasa puncak di bawah tenaga terhad, lebar nadi dikurangkan kepada 20~30 femtosaat dengan membesarkan lebar jalur keuntungan. Tenaga nadi laser ultra-pendek 10-beak-watt semasa ialah kira-kira 300 joule, dan ambang kerosakan yang rendah pada parut pemampat menjadikan apertur rasuk secara amnya lebih besar daripada 300 mm. Rasuk nadi dengan lebar nadi 20~30 femtosaat dan apertur 300 mm adalah mudah untuk membawa herotan gandingan spatiotemporal, terutamanya herotan hadapan nadi. Rajah 1 (a) menunjukkan pemisahan spatio-temporal hadapan nadi dan hadapan fasa yang disebabkan oleh serakan peranan rasuk, dan yang pertama menunjukkan "condongan spatio-temporal" berbanding dengan yang terakhir. Yang lain ialah "kelengkungan ruang-masa" yang lebih kompleks yang disebabkan oleh sistem kanta. Gbr. 1 (b) menunjukkan kesan hadapan nadi ideal, hadapan nadi condong dan hadapan nadi bengkok pada herotan spatio-temporal medan cahaya pada sasaran. Akibatnya, keamatan cahaya yang difokuskan sangat berkurangan, yang tidak kondusif untuk aplikasi medan yang kuat laser ultra-pendek.

Gbr. 1 (a) kecondongan hadapan nadi yang disebabkan oleh prisma dan jeriji, dan (b) kesan herotan hadapan nadi pada medan cahaya ruang-masa pada sasaran

Kawalan kelajuan nadi ultra-kuatlaser ultra pendek
Pada masa ini, rasuk Bessel yang dihasilkan oleh superposisi kon gelombang satah telah menunjukkan nilai aplikasi dalam fizik laser medan tinggi. Jika rasuk berdenyut tindih kon mempunyai taburan hadapan denyutan simetrik, maka keamatan pusat geometri paket gelombang sinar-X yang dijana seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2 boleh menjadi superluminal malar, subluminal malar, superluminal dipercepatkan dan subluminal nyahpecutan. Malah gabungan cermin ubah bentuk dan modulator cahaya spatial jenis fasa boleh menghasilkan bentuk spatio-temporal sewenang-wenangnya bahagian hadapan nadi, dan kemudian menghasilkan kelajuan penghantaran yang boleh dikawal sewenang-wenangnya. Kesan fizikal di atas dan teknologi modulasinya boleh mengubah "herotan" hadapan nadi menjadi "kawalan" hadapan nadi, dan kemudian menyedari tujuan memodulasi kelajuan penghantaran laser ultra-pendek ultra-kuat.

Gbr. 2 (a) pemalar lebih laju daripada cahaya, (b) pemalar subcahaya, (c) dipercepatkan lebih cepat daripada cahaya, dan (d) nyahpecutan cahaya subcahaya denyutan yang dihasilkan oleh superposisi terletak di pusat geometri kawasan superposisi.

Walaupun penemuan herotan hadapan nadi lebih awal daripada laser super ultra-pendek, ia telah dibimbangkan secara meluas bersama-sama dengan pembangunan laser super ultra-pendek. Untuk masa yang lama, ia tidak kondusif untuk merealisasikan matlamat teras laser ultra-pendek - keamatan cahaya fokus ultra-tinggi, dan penyelidik telah berusaha untuk menekan atau menghapuskan pelbagai herotan hadapan nadi. Hari ini, apabila "herotan hadapan nadi" telah berkembang menjadi "kawalan hadapan nadi", ia telah mencapai peraturan kelajuan penghantaran laser ultra ultra pendek, menyediakan cara baharu dan peluang baharu untuk penggunaan laser ultra ultra pendek dalam fizik laser medan tinggi.