Laser ultracepat unik bagian dua

Uniklaser sangat cepatbagian dua

Dispersi dan penyebaran pulsa: Dispersi penundaan grup
Salah satu tantangan teknis tersulit yang dihadapi saat menggunakan laser ultracepat adalah mempertahankan durasi pulsa ultrapendek yang awalnya dipancarkan olehlaserPulsa ultracepat sangat rentan terhadap distorsi waktu, yang membuat pulsa menjadi lebih panjang. Efek ini semakin buruk seiring dengan berkurangnya durasi pulsa awal. Sementara laser ultracepat dapat memancarkan pulsa dengan durasi 50 detik, pulsa tersebut dapat diperkuat seiring waktu dengan menggunakan cermin dan lensa untuk mengirimkan pulsa ke lokasi target, atau bahkan hanya mengirimkan pulsa melalui udara.

Distorsi waktu ini diukur menggunakan ukuran yang disebut group delayed dispersion (GDD), yang juga dikenal sebagai dispersi orde kedua. Bahkan, ada juga istilah dispersi orde lebih tinggi yang dapat memengaruhi distribusi waktu pulsa laser ultra jauh, tetapi dalam praktiknya, biasanya cukup hanya dengan memeriksa efek GDD. GDD adalah nilai yang bergantung pada frekuensi yang berbanding lurus dengan ketebalan material tertentu. Optik transmisi seperti lensa, jendela, dan komponen objektif biasanya memiliki nilai GDD positif, yang menunjukkan bahwa pulsa yang pernah dikompresi dapat memberikan optik transmisi durasi pulsa yang lebih lama daripada yang dipancarkan olehsistem laserKomponen dengan frekuensi yang lebih rendah (yaitu, panjang gelombang yang lebih panjang) menyebar lebih cepat daripada komponen dengan frekuensi yang lebih tinggi (yaitu, panjang gelombang yang lebih pendek). Saat pulsa melewati lebih banyak materi, panjang gelombang dalam pulsa akan terus memanjang lebih jauh dan lebih jauh dalam waktu. Untuk durasi pulsa yang lebih pendek, dan karenanya lebar pita yang lebih lebar, efek ini lebih dibesar-besarkan dan dapat mengakibatkan distorsi waktu pulsa yang signifikan.

Aplikasi laser ultracepat
spektroskopi
Sejak munculnya sumber laser ultracepat, spektroskopi telah menjadi salah satu area aplikasi utamanya. Dengan mengurangi durasi pulsa menjadi femtodetik atau bahkan attodetik, proses dinamis dalam fisika, kimia, dan biologi yang sebelumnya tidak mungkin diamati kini dapat dicapai. Salah satu proses utamanya adalah gerakan atom, dan pengamatan gerakan atom telah meningkatkan pemahaman ilmiah tentang proses fundamental seperti getaran molekuler, disosiasi molekuler, dan transfer energi dalam protein fotosintesis.

pencitraan biologis
Laser ultracepat dengan daya puncak mendukung proses nonlinier dan meningkatkan resolusi untuk pencitraan biologis, seperti mikroskopi multifoton. Dalam sistem multifoton, untuk menghasilkan sinyal nonlinier dari media biologis atau target fluoresensi, dua foton harus saling tumpang tindih dalam ruang dan waktu. Mekanisme nonlinier ini meningkatkan resolusi pencitraan dengan mengurangi sinyal fluoresensi latar belakang yang mengganggu studi proses foton tunggal secara signifikan. Latar belakang sinyal yang disederhanakan diilustrasikan. Daerah eksitasi yang lebih kecil dari mikroskop multifoton juga mencegah fototoksisitas dan meminimalkan kerusakan pada sampel.

Gambar 1: Contoh diagram jalur sinar dalam percobaan mikroskop multi-foton

Pemrosesan material laser
Sumber laser ultracepat juga telah merevolusi pemrosesan mikro laser dan pemrosesan material karena cara unik pulsa ultrapendek berinteraksi dengan material. Seperti yang disebutkan sebelumnya, saat membahas LDT, durasi pulsa ultracepat lebih cepat daripada skala waktu difusi panas ke dalam kisi material. Laser ultracepat menghasilkan zona yang terpengaruh panas yang jauh lebih kecil daripadalaser berdenyut nanosecond, menghasilkan kerugian sayatan yang lebih rendah dan pemesinan yang lebih presisi. Prinsip ini juga berlaku untuk aplikasi medis, di mana presisi pemotongan laser ultra-jauh yang lebih tinggi membantu mengurangi kerusakan pada jaringan di sekitarnya dan meningkatkan pengalaman pasien selama operasi laser.

Pulsa attodetik: masa depan laser ultracepat
Seiring dengan terus berkembangnya penelitian untuk mengembangkan laser ultracepat, sumber cahaya baru dan lebih baik dengan durasi pulsa yang lebih pendek tengah dikembangkan. Untuk mendapatkan wawasan tentang proses fisik yang lebih cepat, banyak peneliti berfokus pada pembangkitan pulsa attodetik – sekitar 10-18 detik dalam rentang panjang gelombang ultraviolet ekstrem (XUV). Pulsa attodetik memungkinkan pelacakan gerakan elektron dan meningkatkan pemahaman kita tentang struktur elektronik dan mekanika kuantum. Sementara integrasi laser attodetik XUV ke dalam proses industri belum mengalami kemajuan yang signifikan, penelitian dan kemajuan yang sedang berlangsung di bidang ini hampir pasti akan mendorong teknologi ini keluar dari laboratorium dan masuk ke manufaktur, seperti halnya dengan femtodetik dan pikodetik.sumber laser.