ການປ່ຽນແປງຄວາມໄວກໍາມະຈອນຂອງເລເຊີ ultrashort ທີ່ເຂັ້ມແຂງ
ເລເຊີສັ້ນຊຸບເປີຊຸບເປີ ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໝາຍເຖິງກຳມະຈອນເລເຊີທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງກຳມະຈອນຫຼາຍສິບຫາຫຼາຍຮ້ອຍວິນາທີ, ພະລັງງານສູງສຸດຂອງ terawatts ແລະ petawatts, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທີ່ເນັ້ນໜັກເກີນ 1018 W/cm2. ເລເຊີສັ້ນ ultra-ສັ້ນ ແລະແຫຼ່ງກຳມັນຕະພາບລັງສີທີ່ຜະລິດອອກມາ ແລະແຫຼ່ງອະນຸພາກພະລັງງານສູງ ມີມູນຄ່າການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍໃນຫຼາຍທິດທາງການຄົ້ນຄວ້າພື້ນຖານ ເຊັ່ນ: ຟີຊິກພະລັງງານສູງ, ຟີຊິກອະນຸພາກ, ຟີຊິກພລາສມາ, ຟີຊິກນິວເຄລຍ ແລະຟີຊິກດາລາສາດ, ແລະຜົນຜະລິດທາງວິທະຍາສາດ. ຜົນການຄົ້ນຄ້ວາສາມາດຮັບໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາເຕັກໂນໂລຊີສູງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ສຸຂະພາບການແພດ, ພະລັງງານສິ່ງແວດລ້ອມແລະຄວາມປອດໄພດ້ານປ້ອງກັນປະເທດ. ນັບຕັ້ງແຕ່ການປະດິດສ້າງເຕັກໂນໂລຊີການຂະຫຍາຍກໍາມະຈອນ chirped ໃນປີ 1985, ການເກີດຂຶ້ນຂອງວັດແທກຄັ້ງທໍາອິດຂອງໂລກ.ເລເຊີໃນປີ 1996 ແລະການສໍາເລັດຂອງເລເຊີ 10-beat watt ທໍາອິດຂອງໂລກໃນປີ 2017, ຈຸດສຸມຂອງເລເຊີສັ້ນ ultra-short ໃນໄລຍະຜ່ານມາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເພື່ອບັນລຸ "ແສງທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດ". ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງການຮັກສາກໍາມະຈອນເຕັ້ນເລເຊີ super, ຖ້າຄວາມໄວການສົ່ງກໍາມະຈອນຂອງເລເຊີສັ້ນ super ultra-short ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້, ມັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບສອງເທົ່າດ້ວຍຄວາມພະຍາຍາມເຄິ່ງຫນຶ່ງໃນບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທາງດ້ານຮ່າງກາຍ, ເຊິ່ງຄາດວ່າ. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຂອງ super ultra-ສັ້ນອຸປະກອນເລເຊີ, ແຕ່ປັບປຸງຜົນກະທົບຂອງມັນໃນການທົດລອງຟີຊິກເລເຊີຊັ້ນສູງ.
ການບິດເບືອນຂອງກໍາມະຈອນທາງຫນ້າຂອງເລເຊີ ultrashort ທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດ
ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບພະລັງງານສູງສຸດພາຍໃຕ້ພະລັງງານຈໍາກັດ, ຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນຫຼຸດລົງເປັນ 20 ~ 30 femtoseconds ໂດຍການຂະຫຍາຍແບນວິດທີ່ໄດ້ຮັບ. ພະລັງງານກໍາມະຈອນຂອງເລເຊີສັ້ນ ultra-short 10-beak-watt ໃນປະຈຸບັນແມ່ນປະມານ 300 joules, ແລະຂອບເຂດຄວາມເສຍຫາຍຕ່ໍາຂອງເຄື່ອງອັດ grating ເຮັດໃຫ້ beam aperture ໂດຍທົ່ວໄປຫຼາຍກ່ວາ 300 ມມ. beam ກໍາມະຈອນທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນ 20 ~ 30 femtosecond ແລະ 300 mm aperture ແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະປະຕິບັດການບິດເບືອນຂອງຄູ່ຮ່ວມ spatiotemporal, ໂດຍສະເພາະແມ່ນການບິດເບືອນຂອງທາງດ້ານຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນ. ຮູບ 1 (a) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຍກ spatio-temporal ຂອງທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນແລະຫນ້າໄລຍະທີ່ເກີດຈາກການກະແຈກກະຈາຍຂອງບົດບາດ beam, ແລະໃນອະດີດສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນ "spatio-temporal tilt" ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຫລັງ. ອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນ "ເສັ້ນໂຄ້ງຂອງເວລາອາວະກາດ" ທີ່ສັບສົນຫຼາຍທີ່ເກີດຈາກລະບົບເລນ. ຮູບ. 1 (b) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບຂອງກໍາມະຈອນທາງຫນ້າທີ່ເຫມາະສົມ, ດ້ານຫນ້າກໍາມະຈອນ inclined ແລະກໍາມະຈອນ bent ກ່ຽວກັບການບິດເບືອນ spatio-temporal ຂອງພາກສະຫນາມແສງສະຫວ່າງກ່ຽວກັບເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ສຸມໃສ່ໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງບໍ່ເອື້ອອໍານວຍໃຫ້ກັບການນໍາໃຊ້ພາກສະຫນາມທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງເລເຊີສັ້ນ ultra-short.
ຮູບ. 1.
ການຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງກໍາມະຈອນຂອງ ultra-strongເລເຊີ ultrashort
ໃນປັດຈຸບັນ, beams Bessel ທີ່ຜະລິດໂດຍ superposition ຮູບຈວຍຂອງຄື້ນຟອງຍົນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນມູນຄ່າຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນຟິສິກ laser ພາກສະຫນາມສູງ. ຖ້າ beam pulsed superimposed conically ມີການແຈກຢາຍທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນຕາມແກນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂອງສູນກາງ geometric ຂອງຊຸດຄື້ນ X-ray ທີ່ສ້າງຂຶ້ນຕາມຮູບທີ່ 2 ສາມາດເປັນ superluminal ຄົງທີ່, subluminal ຄົງທີ່, superluminal ເລັ່ງ, ແລະ decelerated subluminal. ເຖິງແມ່ນວ່າການຜະສົມຜະສານຂອງກະຈົກ deformable ແລະໄລຍະການ modulator ແສງສະຫວ່າງ spatial ປະເພດສາມາດຜະລິດຮູບຮ່າງ spatio-temporal arbitrary ຂອງທາງຫນ້າກໍາມະຈອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຜະລິດ arbitrary ຄວາມໄວລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ຄວບຄຸມໄດ້. ຜົນກະທົບທາງກາຍະພາບຂ້າງເທິງແລະເທກໂນໂລຍີ modulation ຂອງມັນສາມາດປ່ຽນ "ການບິດເບືອນ" ທາງດ້ານຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນໄປສູ່ "ການຄວບຄຸມ" ທາງດ້ານຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຮັບຮູ້ຈຸດປະສົງຂອງ modulating ຄວາມໄວການສົ່ງຂອງ laser ultra-short ທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດ.
ຮູບ. 2 (a) ແສງສະຫວ່າງຄົງທີ່ໄວກວ່າແສງສະຫວ່າງ, (b) sublight ຄົງທີ່, (c) ເລັ່ງໄວກວ່າແສງສະຫວ່າງ, ແລະ (d) ກໍາມະຈອນແສງສະຫວ່າງ sublight ຊ້າທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ superposition ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ໃນສູນກາງ geometric ຂອງພາກພື້ນ superposition.
ເຖິງແມ່ນວ່າການຄົ້ນພົບການບິດເບືອນທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນແມ່ນໄວກວ່າເລເຊີສັ້ນ ultra-short, ມັນມີຄວາມກັງວົນຢ່າງກວ້າງຂວາງພ້ອມກັບການພັດທະນາຂອງເລເຊີສັ້ນ ultra-short. ເປັນເວລາດົນນານ, ມັນບໍ່ເອື້ອອໍານວຍໃຫ້ແກ່ການບັນລຸເປົ້າຫມາຍຫຼັກຂອງເລເຊີສັ້ນທີ່ສຸດ - ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທີ່ສຸມໃສ່ສູງສຸດ, ແລະນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເຮັດວຽກເພື່ອສະກັດກັ້ນຫຼືລົບລ້າງການບິດເບືອນທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນ. ໃນມື້ນີ້, ໃນເວລາທີ່ "ການບິດເບືອນທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນ" ໄດ້ພັດທະນາເປັນ "ການຄວບຄຸມທາງຫນ້າຂອງກໍາມະຈອນ", ມັນໄດ້ບັນລຸລະບຽບການຂອງຄວາມໄວສາຍສົ່ງຂອງ laser ultra-ສັ້ນ, ສະຫນອງວິທີການໃຫມ່ແລະໂອກາດໃຫມ່ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ laser ultra-ສັ້ນ super ໃນ. ຟີຊິກເລເຊີພາກສະຫນາມສູງ.
ເວລາປະກາດ: 13-05-2024