Umbes 10 aastat tagasi tutvustasid Lundi ülikooli ja Porto ülikooli teadlased ülikiirete laserite impulsi kestuse mõõtmise vahendit. Sama meeskond on nüüd saavutanud läbimurde, mis võimaldab mõõta üksikuid laserimpulsse laiemas parameetrivahemikus kompaktsemas seadistuses.
"Praegused femtosekundiliste laserite standardmõõtmised, mida tavaliselt kasutatakse tööstuses ja meditsiinis, annavad vaid hinnangu impulsi kestusele. Meie lähenemisviis annab täielikuma mõõtmise ja võib aidata kaasa ülikiire lasertehnoloogia kogu potentsiaali vallandamisele," ütleb Lundi ülikooli aatomifüüsika doktorant Daniel Díaz Rivas.
Femtosekundiliste impulsside mõistet on enamikul meist raske mõista. Siiski kasutatakse neid paljudes igapäevastes rakendustes, alates silmaoperatsioonist kuni mikro{1}}töötluseni tööstuses. Äärmiselt lühikesed laserimpulssid võivad isegi uurida looduses toimuvaid kiireimaid protsesse, nagu energiaülekanne fotosünteesis ja elektronide dünaamika.
Isegi kui neid on üha laialdasemalt kasutatud, on impulsside kuju ja kestuse täpne mõõtmine endiselt keeruline ülesanne. Elektroonilised instrumendid on liiga aeglased, mistõttu on teadlased pöördunud optiliste meetodite poole.
Praegused meetodid on piiratud
Seda tüüpi optilised tehnikad nõuavad aga tavaliselt skaneerimisjärjestuses mitut mõõtmist. See muudab need üksikute impulsside reaalajas jäädvustamiseks sobimatuks.
Väga lühikeste impulsside iseloomustamiseks, mida tavaliselt kasutatakse fundamentaalteadustes,-on välja kujunenud ühekordsed versioonid,{1}}kuid nad võitlevad pikemate impulssidega, mida sagedamini kasutatakse tööstus- ja meditsiinirakendustes. Piirangud on seotud impulsside piisava venitamise keerukusega kompaktses optilises seadistuses.
Ilmub elegantne lahendus
Lundi ülikooli teadlased on nüüdseks välja töötanud kompaktse ja elegantse viisi ülikiirete laserimpulsside venitamiseks lihtsa optilise põhimõtte abil. Uuring avaldatakse ajakirjasOptika.
Saates impulss-laserkiire läbi difraktsioonvõre-komponendi, mis eraldab ruumiliselt valguse värvideks-ja pildistades võre läätsede kombinatsiooniga, saavad nad täpselt juhtida impulsi kestust laserkiire ulatuses.
See lähenemisviis võimaldab kompaktse optilise seadistuse raames femtosekundilisi impulsse pikendada rohkem kui kümnekordselt.
See võimaldab täielikku iseloomustamist ühe pildiga, ilma et oleks vaja{0}}eelkompenseerivaid optilisi elemente. Selle töö tulemuseks on mitmekülgne tehnika, mis võib töötada mõnest femtosekundist sadadeni ulatuva impulsi kestusega, hõlmates seega teaduslikke, tööstuslikke ja meditsiinilisi rakendusi. See avab ukse üksikute impulsside reaalajas-jälgimisele, mis oli paljude laserplatvormide jaoks varem kättesaamatu.
Vaadates ette
Lisaks impulsi iseloomustamisele saab seda optilist põhimõtet rakendada valgusimpulsside ajalis-ruumiliste omaduste kujundamiseks ja valguse{0}}aine interaktsioonide uurimiseks.
"Kuna ülikiired laserid jätkavad innovatsiooni edendamist teaduses ja tehnoloogias, on sellised tööriistad võtmetähtsusega täpsuse ja mõistmise piiride nihutamisel," järeldab Lundi ülikooli aatomifüüsika vanemlektor Cord Arnold.
