Maždaug prieš 10 metų Lundo ir Porto universitetų mokslininkai pristatė įrankį, skirtą ultragreičių lazerių impulsų trukmei matuoti. Ta pati komanda dabar pasiekė proveržį, leidžiantį matuoti atskirus lazerio impulsus platesniame parametrų diapazone kompaktiškesnėje sąrankoje.
"Dabartiniai standartiniai femtosekundinių lazerių, paprastai naudojamų pramonėje ir medicinoje, matavimai duoda tik apytikslį impulso trukmę. Mūsų metodas suteikia išsamesnį matavimą ir gali padėti išlaisvinti visą itin greitų lazerių technologijos potencialą", - sako Lundo universiteto atominės fizikos doktorantas Danielis Díaz Rivas.
Daugeliui iš mūsų sunku suvokti femtosekundinių impulsų sąvoką. Tačiau jie naudojami įvairioms kasdienėms reikmėms – nuo akių chirurgijos iki mikro{1}}apdirbimo pramonėje. Itin trumpi lazerio impulsai netgi gali ištirti greičiausius gamtos procesus, tokius kaip energijos perdavimas fotosintezėje ir elektronų dinamika.
Net kai jie buvo naudojami vis plačiau, tiksliai išmatuoti impulsų formą ir trukmę išlieka sudėtinga užduotis. Elektroniniai instrumentai yra per lėti, todėl mokslininkai kreipėsi į optinius metodus.
Dabartiniai metodai yra riboti
Tačiau tokio tipo optinėms technikoms paprastai reikia atlikti kelis matavimus nuskaitymo sekoje. Dėl to jie netinkami atskiriems impulsams fiksuoti realiuoju laiku.
Buvo sukurtos pavienės versijos, skirtos labai trumpiems impulsams, paprastai naudojamiems fundamentiniuose moksluose, apibūdinti,{1}}tačiau kovojama su ilgesniais impulsais, dažniausiai naudojamais pramonėje ir medicinoje. Apribojimai yra susiję su pakankamai sudėtingu impulsų ištempimu kompaktiškoje optinėje sąrankoje.
Atsiranda elegantiškas sprendimas
Lundo universiteto mokslininkai sukūrė kompaktišką ir elegantišką ultragreičių lazerio impulsų ištempimo būdą naudojant paprastą optinį principą. Tyrimas publikuojamas žurnaleOptika.
Siųsdami impulsinį lazerio spindulį per difrakcijos gardelę-komponentą, erdviškai padalijantį šviesą į spalvas-ir vaizduodami gardelę lęšių deriniu, jie gali tiksliai valdyti impulso trukmę per visą lazerio spindulį.
Šis metodas leidžia femtosekundžių impulsus pailginti daugiau nei dešimt kartų naudojant kompaktišką optinę sąranką.
Tai leidžia visapusiškai apibūdinti vienu kadru, nereikalaujant iš anksto{0}}kompensuojamų optinių elementų. Šio darbo rezultatas – universali technika, kuri gali veikti pulso trukmei nuo kelių femtosekundžių iki šimtų, taigi apima mokslinį, pramoninį ir medicinos pritaikymą. Tai atveria duris realiuoju laiku-stebėti atskirus impulsus, o tai anksčiau nebuvo pasiekiama daugeliui lazerinių platformų.
Žvelgiant į priekį
Be impulsų apibūdinimo, šis optinis principas gali būti taikomas formuojant šviesos impulsų erdvines ir laiko savybes ir tiriant įvairius būdus, kaip tirti šviesos{0}}medžiagų sąveiką.
„Kadangi itin greiti lazeriai ir toliau skatina naujoves mokslo ir technologijų srityje, tokie įrankiai kaip šis bus labai svarbūs siekiant peržengti tikslumo ir supratimo ribas“, – apibendrina Lundo universiteto vyresnysis atominės fizikos dėstytojas Cordas Arnoldas.
