Canvia la velocitat del pols del làser ultracurt superpotent

Canvia la velocitat del pols de lalàser ultracurt superpotent

Els làsers superultracurts generalment es refereixen a polsos làser amb amplades de pols de desenes i centenars de femtosegons, potència màxima de terawatts i petawatts, i la seva intensitat de llum enfocada supera els 1018 W/cm2. El làser superultracurt i la seva font de superradiació generada i la font de partícules d'alta energia tenen una àmplia gamma de valor d'aplicació en moltes direccions de recerca bàsica com ara la física d'altes energies, la física de partícules, la física del plasma, la física nuclear i l'astrofísica, i els resultats de la recerca científica poden servir a les indústries d'alta tecnologia pertinents, la salut mèdica, l'energia ambiental i la seguretat de la defensa nacional. Des de la invenció de la tecnologia d'amplificació de polsos xirpats el 1985, l'aparició del primer watt de batec del mónlàserel 1996 i la finalització del primer làser de 10 watts del món el 2017, l'objectiu principal del làser superultracurt en el passat ha estat aconseguir la "llum més intensa". En els darrers anys, estudis han demostrat que, sota la condició de mantenir polsos de superlàser, si es pot controlar la velocitat de transmissió dels polsos del làser superultracurt, es pot obtenir el doble de resultat amb la meitat de l'esforç en algunes aplicacions físiques, cosa que s'espera que redueixi l'escala del làser superultracurt.dispositius làser, però millorar el seu efecte en experiments de física làser d'alt camp.

Distorsió del front de pols d'un làser ultracurt ultrafort
Per tal d'obtenir la potència màxima amb energia limitada, l'amplada del pols es redueix a 20~30 femtosegons ampliant l'amplada de banda de guany. L'energia del pols del làser ultracurt actual de 10 watts de bec és d'uns 300 joules, i el baix llindar de dany de la reixeta del compressor fa que l'obertura del feix sigui generalment superior a 300 mm. El feix de pols amb una amplada de pols de 20~30 femtosegons i una obertura de 300 mm suporta fàcilment la distorsió d'acoblament espaciotemporal, especialment la distorsió del front de pols. La figura 1 (a) mostra la separació espaciotemporal del front de pols i el front de fase causada per la dispersió del paper del feix, i el primer mostra una "inclinació espaciotemporal" respecte al segon. L'altra és la "curvatura de l'espai-temps" més complexa causada pel sistema de lents. La figura 1 (b) mostra els efectes del front de pols ideal, el front de pols inclinat i el front de pols corbat sobre la distorsió espaciotemporal del camp lluminós sobre l'objectiu. Com a resultat, la intensitat de la llum enfocada es redueix considerablement, cosa que no és propícia per a l'aplicació de camp fort del làser súper ultracurt.

FIG. 1 (a) la inclinació del front de pols causada pel prisma i la reixeta, i (b) l'efecte de la distorsió del front de pols sobre el camp de llum espai-temps sobre l'objectiu

Control de velocitat d'impuls ultra-fortlàser ultracurt
Actualment, els feixos de Bessel produïts per superposició cònica d'ones planes han demostrat valor d'aplicació en la física de làsers d'alt camp. Si un feix pulsat superposat cònicament té una distribució axisimètrica del front de pols, la intensitat central geomètrica del paquet d'ones de raigs X generat, tal com es mostra a la Figura 2, pot ser superluminal constant, subluminal constant, superluminal accelerat i subluminal desaccelerat. Fins i tot la combinació de mirall deformable i modulador espacial de llum de tipus fase pot produir una forma espaciotemporal arbitrària del front de pols i, a continuació, produir una velocitat de transmissió controlable arbitrària. L'efecte físic anterior i la seva tecnologia de modulació poden transformar la "distorsió" del front de pols en "control" del front de pols i, a continuació, aconseguir el propòsit de modular la velocitat de transmissió del làser ultra-fort i ultracurt.

FIG. 2 Els polsos de llum (a) constant més ràpid que la llum, (b) subllum constant, (c) accelerat més ràpid que la llum i (d) desaccelerat de subllum generats per superposició es troben al centre geomètric de la regió de superposició.

Tot i que el descobriment de la distorsió del front de pols és anterior al làser superultracurt, ha estat àmpliament objecte de preocupació juntament amb el desenvolupament del làser superultracurt. Durant molt de temps, no ha estat propici per a la realització de l'objectiu principal del làser superultracurt: la intensitat de llum d'enfocament ultraalta, i els investigadors han estat treballant per suprimir o eliminar diverses distorsions del front de pols. Avui, quan la "distorsió del front de pols" s'ha convertit en "control del front de pols", s'ha aconseguit la regulació de la velocitat de transmissió del làser superultracurt, proporcionant nous mitjans i noves oportunitats per a l'aplicació del làser superultracurt en la física del làser d'alt camp.