Ubah kecepatan pulsalaser ultrapendek 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 terfokusnya melebihi 1018 W/cm2. Laser super ultra-pendek dan sumber radiasi super yang dihasilkannya serta sumber partikel berenergi tinggi memiliki berbagai nilai aplikasi dalam banyak arah penelitian dasar seperti fisika energi tinggi, fisika partikel, fisika plasma, fisika nuklir, dan astrofisika, dan keluaran hasil penelitian ilmiah kemudian dapat melayani industri teknologi tinggi yang relevan, kesehatan medis, energi lingkungan, dan keamanan pertahanan nasional. Sejak penemuan teknologi amplifikasi pulsa berkicau pada tahun 1985, munculnya watt beat pertama di dunialaserpada tahun 1996 dan penyelesaian laser watt 10 ketukan 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 di bawah kondisi mempertahankan pulsa laser super, jika kecepatan transmisi pulsa laser super ultra-pendek dapat dikontrol, itu dapat menghasilkan hasil dua kali lipat dengan setengah usaha dalam beberapa aplikasi fisik, yang diharapkan dapat mengurangi skala laser super ultra-pendekperangkat laser, tetapi meningkatkan efeknya dalam eksperimen fisika laser medan tinggi.
Distorsi bagian depan pulsa laser ultrapendek yang sangat kuat
Untuk memperoleh daya puncak dengan energi terbatas, lebar pulsa dikurangi menjadi 20~30 femtodetik dengan memperbesar lebar pita penguatan. Energi pulsa laser ultra-pendek 10-paruh-watt saat ini sekitar 300 joule, dan ambang batas kerusakan rendah dari kisi kompresor membuat bukaan berkas umumnya lebih besar dari 300 mm. Berkas pulsa dengan lebar pulsa 20~30 femtodetik dan bukaan 300 mm mudah membawa distorsi kopling spasiotemporal, terutama distorsi muka pulsa. Gambar 1 (a) menunjukkan pemisahan spasiotemporal muka pulsa dan muka fase yang disebabkan oleh dispersi peran berkas, dan yang pertama menunjukkan "kemiringan spasiotemporal" relatif terhadap yang terakhir. Yang lainnya adalah "kelengkungan ruang-waktu" yang lebih kompleks yang disebabkan oleh sistem lensa. GAMBAR. 1 (b) menunjukkan efek dari muka pulsa ideal, muka pulsa miring, dan muka pulsa bengkok pada distorsi spasio-temporal medan cahaya pada target. Akibatnya, intensitas cahaya yang difokuskan sangat berkurang, yang tidak mendukung penerapan medan kuat laser super ultra-pendek.
GAMBAR 1 (a) kemiringan muka pulsa yang disebabkan oleh prisma dan kisi, dan (b) pengaruh distorsi muka pulsa terhadap medan cahaya ruang-waktu pada target
Kontrol kecepatan pulsa ultra-kuatlaser ultrapendek
Saat ini, berkas Bessel yang dihasilkan oleh superposisi kerucut gelombang bidang telah menunjukkan nilai aplikasi dalam fisika laser medan tinggi. Jika berkas berdenyut yang ditumpangkan secara kerucut memiliki distribusi muka pulsa simetris aksial, maka intensitas pusat geometris paket gelombang sinar-X yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 dapat berupa superluminal konstan, subluminal konstan, superluminal yang dipercepat, dan subluminal yang diperlambat. Bahkan kombinasi cermin yang dapat dideformasi dan modulator cahaya spasial tipe fase dapat menghasilkan bentuk spasio-temporal yang sewenang-wenang dari muka pulsa, dan kemudian menghasilkan kecepatan transmisi yang dapat dikontrol secara sewenang-wenang. Efek fisik di atas dan teknologi modulasinya dapat mengubah "distorsi" muka pulsa menjadi "kontrol" muka pulsa, dan kemudian mewujudkan tujuan modulasi kecepatan transmisi laser ultra-kuat dan sangat pendek.
GAMBAR 2 Pulsa cahaya (a) konstan lebih cepat dari cahaya, (b) konstan subcahaya, (c) dipercepat lebih cepat dari cahaya, dan (d) subcahaya diperlambat yang dihasilkan oleh superposisi terletak di pusat geometris daerah superposisi.
Meskipun penemuan distorsi muka pulsa lebih awal daripada laser super ultra-pendek, hal itu telah menjadi perhatian luas seiring dengan pengembangan laser super ultra-pendek. Untuk waktu yang lama, hal itu tidak kondusif bagi realisasi tujuan inti laser super ultra-pendek – intensitas cahaya pemfokusan ultra-tinggi, dan para peneliti telah berupaya untuk menekan atau menghilangkan berbagai distorsi muka pulsa. Saat ini, ketika "distorsi muka pulsa" telah berkembang menjadi "kontrol muka pulsa", hal itu telah mencapai pengaturan kecepatan transmisi laser super ultra-pendek, menyediakan cara baru dan peluang baru untuk penerapan laser super ultra-pendek dalam fisika laser medan tinggi.
Waktu posting: 13-Mei-2024