Tukar kelajuan denyutanlaser ultrapendek yang sangat kuat
Laser super ultra-pendek secara amnya merujuk kepada denyutan laser dengan lebar denyutan puluhan dan ratusan femtosaat, kuasa puncak terawatt dan petawatt, dan keamatan cahaya fokusnya melebihi 1018 W/cm2. Laser super ultra-pendek dan sumber sinaran super yang dihasilkan serta sumber zarah bertenaga tinggi mempunyai pelbagai nilai aplikasi dalam banyak arah penyelidikan asas seperti fizik tenaga tinggi, fizik zarah, fizik plasma, fizik nuklear dan astrofizik, dan output hasil penyelidikan saintifik kemudiannya boleh digunakan untuk industri berteknologi tinggi yang berkaitan, kesihatan perubatan, tenaga alam sekitar dan keselamatan pertahanan negara. Sejak penciptaan teknologi penguatan denyutan berkicau pada tahun 1985, kemunculan watt denyut pertama di dunia.laserPada tahun 1996 dan penyiapan laser watt 10-degupan pertama di dunia pada tahun 2017, fokus laser super ultra-pendek pada masa lalu adalah untuk mencapai "cahaya paling kuat". Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kajian telah menunjukkan bahawa di bawah syarat mengekalkan denyutan laser super, jika kelajuan penghantaran denyutan laser super ultra-pendek dapat dikawal, ia boleh membawa hasil dua kali ganda dengan separuh usaha dalam beberapa aplikasi fizikal, yang dijangka dapat mengurangkan skala super ultra-pendek.peranti laser, tetapi meningkatkan kesannya dalam eksperimen fizik laser medan tinggi.
Herotan hadapan denyut laser ultrapendek ultra kuat
Untuk mendapatkan kuasa puncak di bawah tenaga terhad, lebar denyut dikurangkan kepada 20~30 femtosaat dengan membesarkan lebar jalur gandaan. Tenaga denyut laser ultra pendek 10-paruh-watt semasa adalah kira-kira 300 joule, dan ambang kerosakan rendah parutan pemampat menjadikan apertur pancaran secara amnya lebih besar daripada 300 mm. Pancaran denyut dengan lebar denyut 20~30 femtosaat dan apertur 300 mm mudah membawa herotan gandingan spatiotemporal, terutamanya herotan hadapan denyut. Rajah 1 (a) menunjukkan pemisahan spatio-temporal hadapan denyut dan hadapan fasa yang disebabkan oleh penyebaran peranan pancaran, dan yang pertama menunjukkan "kecondongan spatio-temporal" berbanding yang kedua. Yang lain ialah "kelengkungan ruang-masa" yang lebih kompleks yang disebabkan oleh sistem kanta. Rajah 1 (b) menunjukkan kesan hadapan denyut ideal, hadapan denyut condong dan hadapan denyut bengkok pada herotan spatio-temporal medan cahaya pada sasaran. Akibatnya, keamatan cahaya yang difokuskan berkurangan dengan ketara, yang tidak kondusif untuk aplikasi medan kuat laser super ultra pendek.
RAJAH 1 (a) kecondongan hadapan denyut yang disebabkan oleh prisma dan kekisi, dan (b) kesan herotan hadapan denyut pada medan cahaya ruang-masa pada sasaran
Kawalan kelajuan nadi ultra-kuatlaser ultrapendek
Pada masa ini, pancaran Bessel yang dihasilkan oleh superposisi kon gelombang satah telah menunjukkan nilai aplikasi dalam fizik laser medan tinggi. Jika pancaran berdenyut bertindih kon mempunyai taburan hadapan denyut paksisimetri, 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 boleh ubah bentuk dan modulator cahaya ruang jenis fasa boleh menghasilkan bentuk spatio-temporal sewenang-wenangnya bagi hadapan denyut, dan kemudian menghasilkan kelajuan penghantaran terkawal sewenang-wenangnya. Kesan fizikal di atas dan teknologi modulasinya boleh mengubah "herotan" hadapan denyut menjadi "kawalan" hadapan denyut, dan kemudian merealisasikan tujuan memodulasi kelajuan penghantaran laser ultra pendek ultra kuat.
RAJAH 2 Denyutan cahaya (a) malar lebih pantas daripada cahaya, (b) subcahaya malar, (c) dipercepat lebih pantas daripada cahaya, dan (d) nyahpecutan subcahaya yang dijana oleh superposisi terletak di pusat geometri kawasan superposisi
Walaupun penemuan herotan hadapan denyut adalah lebih awal daripada laser super ultra-pendek, ia telah banyak diberi perhatian bersama-sama dengan perkembangan laser super ultra-pendek. Untuk masa yang lama, ia tidak kondusif untuk merealisasikan matlamat teras laser super ultra-pendek – keamatan cahaya pemfokusan ultra tinggi, dan para penyelidik telah berusaha untuk menyekat atau menghapuskan pelbagai herotan hadapan denyut. Hari ini, apabila "herotan hadapan denyut" telah berkembang menjadi "kawalan hadapan denyut", ia telah mencapai pengawalaturan kelajuan penghantaran laser super ultra-pendek, menyediakan cara baharu dan peluang baharu untuk aplikasi laser super ultra-pendek dalam fizik laser medan tinggi.
Masa siaran: 13 Mei 2024