Променете скоростта на импулса на супер мощния ултракъс лазер

Променете скоростта на пулса насупер силен ултракъс лазер

Супер ултракъсите лазери обикновено се отнасят до лазерни импулси с ширина на импулса от десетки и стотици фемтосекунди, пикова мощност от теравати и петавати и интензитетът на тяхната фокусирана светлина надвишава 1018 W/cm2. Супер ултракъсият лазер и генерираният от него източник на супер радиация и източник на високоенергийни частици имат широк спектър от приложна стойност в много основни изследователски направления като физика на високи енергии, физика на частиците, физика на плазмата, ядрена физика и астрофизика, както и резултатите от научните изследвания след това резултатите от изследванията могат да служат на съответните високотехнологични индустрии, медицинско здравеопазване, екологична енергия и сигурност на националната отбрана. От изобретяването на технологията за усилване на чирпирания импулс през 1985 г., появата на първия в света бийт ватлазерпрез 1996 г. и завършването на първия в света 10-битов ватов лазер през 2017 г., фокусът на супер ултракъсия лазер в миналото беше главно да се постигне „най-интензивната светлина“. През последните години проучванията показват, че при условие на поддържане на супер лазерни импулси, ако скоростта на импулсно предаване на супер ултра-къс лазер може да се контролира, това може да доведе до два пъти по-добър резултат с половината усилия в някои физически приложения, което се очаква за намаляване на мащаба на супер ултра-късилазерни устройства, но подобрява ефекта си при експерименти с лазерна физика с високо поле.

Изкривяване на импулсния фронт на ултрасилен ултракъс лазер
За да се получи пикова мощност при ограничена енергия, ширината на импулса се намалява до 20~30 фемтосекунди чрез разширяване на честотната лента на усилване. Импулсната енергия на сегашния 10-ватов ултракъс лазер е около 300 джаула, а ниският праг на повреда на решетката на компресора прави отвора на лъча обикновено по-голям от 300 mm. Импулсният лъч с широчина на импулса от 20 ~ 30 фемтосекунди и апертура 300 mm е лесен за пренасяне на изкривяването на пространствено-времевото свързване, особено на изкривяването на фронта на импулса. Фигура 1 (а) показва пространствено-времевото разделяне на импулсния фронт и фазовия фронт, причинено от дисперсията на ролята на лъча, а първият показва „пространствено-времеви наклон“ спрямо последния. Другото е по-сложната „кривина на пространство-времето“, причинена от системата от лещи. Фиг. 1 (b) показва ефектите на идеален импулсен фронт, наклонен импулсен фронт и огънат импулсен фронт върху пространствено-времевото изкривяване на светлинното поле върху целта. В резултат на това интензитетът на фокусираната светлина е значително намален, което не е благоприятно за силно полево приложение на супер ултракъс лазер.

Фиг. 1 (а) наклонът на импулсния фронт, причинен от призмата и решетката, и (б) ефектът от изкривяването на импулсния фронт върху пространствено-времевото светлинно поле върху целта

Контрол на скоростта на импулса на ултра-силенултракъс лазер
Понастоящем лъчите на Бесел, произведени чрез конична суперпозиция на равнинни вълни, са показали приложна стойност в лазерната физика на високо поле. Ако конично насложен импулсен лъч има осесиметрично разпределение на фронта на импулса, тогава интензитетът на геометричния център на генерирания пакет рентгенови вълни, както е показано на Фигура 2, може да бъде постоянен свръхсветлинен, постоянен сублуминален, ускорен свръхсветлинен и забавен сублуминален. Дори комбинацията от деформируемо огледало и модулатор на пространствена светлина от фазов тип може да произведе произволна пространствено-времева форма на фронта на импулса и след това да произведе произволна контролируема скорост на предаване. Горният физически ефект и неговата технология на модулация могат да трансформират „изкривяването“ на импулсния фронт в „контрол“ на импулсния фронт и след това да реализират целта за модулиране на скоростта на предаване на ултра-силен ултра-къс лазер.

Фиг. 2 (a) постоянните по-бързи от светлината, (b) постоянните подсветлинни, (c) ускорените по-бързи от светлината и (d) забавените подсветлинни светлинни импулси, генерирани от суперпозиция, са разположени в геометричния център на суперпозиционната област

Въпреки че откриването на изкривяването на фронта на импулса е по-рано от супер ултракъсия лазер, то е широко загрижено заедно с разработването на супер ултракъс лазер. Дълго време това не е благоприятно за реализацията на основната цел на супер ултракъсия лазер – ултрависок фокусиращ интензитет на светлината и изследователите работят за потискане или премахване на различни изкривявания на импулсния фронт. Днес, когато „предното изкривяване на импулса“ се е развило в „контрол на предния импулс“, той постигна регулиране на скоростта на предаване на супер ултра-къс лазер, предоставяйки нови средства и нови възможности за прилагане на супер ултра-къс лазер в лазерна физика с високо поле.