Ubah kecepatan pulsalaser ultrashort super kuat
Laser super ultra-pendek umumnya mengacu pada pulsa laser dengan lebar pulsa puluhan dan ratusan femtodetik, daya puncak terawatt dan petawatt, dan intensitas cahaya fokusnya melebihi 1018 W/cm2. Laser super ultra-pendek dan sumber radiasi super yang dihasilkan serta sumber partikel berenergi tinggi memiliki beragam nilai penerapan di banyak bidang penelitian dasar seperti fisika energi tinggi, fisika partikel, fisika plasma, fisika nuklir dan astrofisika, dan keluaran ilmiah. Hasil penelitian kemudian dapat digunakan untuk industri teknologi tinggi yang relevan, kesehatan medis, energi lingkungan, dan keamanan pertahanan nasional. Sejak penemuan teknologi amplifikasi pulsa kicau pada tahun 1985, munculnya perangkat watt beat pertama di dunialaserpada tahun 1996 dan penyelesaian laser 10-beat watt pertama di dunia pada tahun 2017, fokus laser super ultra-pendek di masa lalu terutama adalah untuk mencapai “cahaya paling intens”. Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian telah menunjukkan bahwa dalam kondisi mempertahankan pulsa laser super, jika kecepatan transmisi pulsa laser super ultra-pendek dapat dikontrol, hal ini dapat memberikan hasil dua kali lipat dengan setengah upaya dalam beberapa aplikasi fisik, yang diharapkan untuk mengurangi skala super ultra-pendekperangkat laser, tetapi meningkatkan efeknya dalam eksperimen fisika laser medan tinggi.
Distorsi bagian depan pulsa laser ultrashort ultra-kuat
Untuk mendapatkan daya puncak pada energi terbatas, lebar pulsa dikurangi menjadi 20~30 femtodetik dengan memperbesar bandwidth penguatan. Energi pulsa laser ultra-pendek 10 paruh watt saat ini adalah sekitar 300 joule, dan ambang kerusakan yang rendah pada kisi kompresor membuat bukaan sinar umumnya lebih besar dari 300 mm. Sinar pulsa dengan lebar pulsa 20~30 femtodetik dan bukaan 300 mm mudah membawa distorsi kopling spatiotemporal, terutama distorsi bagian depan pulsa. Gambar 1 (a) menunjukkan pemisahan spatio-temporal dari bagian depan pulsa dan bagian depan fase yang disebabkan oleh dispersi peran berkas, dan yang pertama menunjukkan “kemiringan spatio-temporal” relatif terhadap yang terakhir. Alasan lainnya adalah “kelengkungan ruang-waktu” yang lebih kompleks yang disebabkan oleh sistem lensa. ARA. Gambar 1 (b) menunjukkan efek muka pulsa ideal, muka pulsa miring, dan muka pulsa bengkok pada distorsi spatio-temporal bidang cahaya pada target. Akibatnya, intensitas cahaya terfokus menjadi sangat berkurang, yang tidak kondusif bagi penerapan laser super ultra-pendek di lapangan yang kuat.
ARA. 1 (a) kemiringan muka pulsa yang disebabkan oleh prisma dan kisi, dan (b) pengaruh distorsi muka pulsa pada medan cahaya ruang-waktu pada target
Kontrol kecepatan pulsa sangat kuatlaser ultrapendek
Saat ini, sinar Bessel yang dihasilkan oleh superposisi gelombang bidang berbentuk kerucut telah menunjukkan nilai penerapan dalam fisika laser medan tinggi. Jika berkas pulsa yang ditumpangkan secara kerucut memiliki distribusi muka pulsa aksisimetris, maka intensitas pusat geometri paket gelombang sinar-X yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 dapat berupa superluminal konstan, subluminal konstan, superluminal dipercepat, dan subluminal diperlambat. Bahkan kombinasi cermin yang dapat dideformasi dan modulator cahaya spasial tipe fase dapat menghasilkan bentuk depan pulsa spatio-temporal yang berubah-ubah, dan kemudian menghasilkan kecepatan transmisi yang dapat dikontrol secara sewenang-wenang. Efek fisik di atas dan teknologi modulasinya dapat mengubah “distorsi” bagian depan pulsa menjadi “kontrol” bagian depan pulsa, dan kemudian mewujudkan tujuan memodulasi kecepatan transmisi laser ultra-pendek yang sangat kuat.
ARA. 2 (a) konstanta yang lebih cepat dari cahaya, (b) subcahaya konstan, (c) percepatan lebih cepat dari cahaya, dan (d) pulsa cahaya subcahaya yang diperlambat yang dihasilkan oleh superposisi terletak di pusat geometri daerah superposisi
Meskipun penemuan distorsi depan pulsa lebih awal daripada laser super ultra-pendek, hal ini telah menjadi perhatian luas seiring dengan perkembangan laser super ultra-pendek. Untuk waktu yang lama, hal ini tidak kondusif bagi realisasi tujuan inti laser super ultra-pendek – intensitas cahaya fokus sangat tinggi, dan para peneliti telah berupaya untuk menekan atau menghilangkan berbagai distorsi depan pulsa. Saat ini, ketika “distorsi pulsa depan” telah berkembang menjadi “kontrol pulsa depan”, hal ini telah mencapai pengaturan kecepatan transmisi laser super ultra-pendek, menyediakan sarana baru dan peluang baru untuk penerapan laser super ultra-pendek di fisika laser medan tinggi.
Waktu posting: 13 Mei-2024