Berezialaser ultra-azkarrabigarren zatia
Dispertsioa eta pultsuen hedapena: Talde-atzerapenaren dispertsioa
Laser ultra-azkarrak erabiltzean aurkitzen den erronka tekniko zailenetako bat laserrak hasieran igorritako pultsu ultra-laburrek iraupena mantentzea da.laserraUltra-azkarreko pultsuak oso sentikorrak dira denbora-distortsioarekiko, eta horrek pultsuak luzeagoak bihurtzen ditu. Efektu hau okerrera egiten du hasierako pultsuaren iraupena laburtzen den heinean. Laser ultra-azkarrek 50 segundoko iraupena duten pultsuak igor ditzaketen arren, denboran anplifikatu daitezke ispiluak eta lenteak erabiliz pultsua helburuko kokapenera transmititzeko, edo baita airearen bidez transmititzeko ere.
Denbora-distortsio hau talde-atzerapeneko dispertsioa (GDD) izeneko neurri bat erabiliz kuantifikatzen da, bigarren mailako dispertsioa bezala ere ezagutzen dena. Izan ere, ultrafart-laser pultsuen denbora-banaketan eragina izan dezaketen ordena altuagoko dispertsio-terminoak ere badaude, baina praktikan, normalean nahikoa da GDDren eragina aztertzea. GDD maiztasunaren araberako balioa da, material jakin baten lodierarekiko linealki proportzionala dena. Lente, leiho eta objektibo osagaien transmisio-optikek normalean GDD balio positiboak dituzte, eta horrek adierazten du konprimitutako pultsuek transmisio-optikari pultsu-iraupen luzeagoa eman diezaioketela...laser sistemakMaiztasun baxuagoko osagaiak (hau da, uhin-luzera luzeagoak) maiztasun altuagoko osagaiak (hau da, uhin-luzera laburragoak) baino azkarrago hedatzen dira. Pultsuak materia gero eta gehiago zeharkatzen duen heinean, pultsuaren uhin-luzera denboran gero eta gehiago luzatzen jarraituko du. Pultsu-iraupen laburragoetarako, eta beraz, banda-zabalera zabalagoetarako, efektu hau are gehiago puztu egiten da eta pultsu-denboraren distortsio nabarmena eragin dezake.
Laser aplikazio ultra-azkarrak
espektroskopia
Laser iturri ultra-azkarrak agertu zirenetik, espektroskopia izan da haien aplikazio-eremu nagusietako bat. Pultsuen iraupena femtosegundoetara edo attosegundoetara murriztuz, fisikan, kimikan eta biologian historikoki behatzea ezinezkoa zen prozesu dinamikoak lor daitezke orain. Prozesu gakoetako bat mugimendu atomikoa da, eta mugimendu atomikoaren behaketak hobetu egin du oinarrizko prozesuen ulermen zientifikoa, hala nola bibrazio molekularra, disoziazio molekularra eta energia-transferentzia proteina fotosintetikoetan.
bioirudiak
Puntako potentziako laser ultra-azkarrek prozesu ez-linealak onartzen dituzte eta bereizmena hobetzen dute irudi biologikoetarako, hala nola fotoi anitzeko mikroskopiarako. Fotoi anitzeko sistema batean, medio biologiko edo fluoreszentzia-helburu batetik seinale ez-lineal bat sortzeko, bi fotoi gainjarri behar dira espazioan eta denboran. Mekanismo ez-lineal honek irudien bereizmena hobetzen du, fotoi bakarreko prozesuen ikerketetan eragina duten atzeko plano fluoreszentzia-seinaleak nabarmen murriztuz. Seinalearen atzeko plano sinplifikatua ilustratuta dago. Fotoi anitzeko mikroskopioaren kitzikapen-eskualde txikiagoak fototoxikotasuna ere saihesten du eta laginari egindako kaltea minimizatzen du.
1. irudia: Mikroskopio multifotoiko esperimentu bateko izpi-ibilbidearen adibide-diagrama
Laser bidezko materialen prozesamendua
Laser iturri ultra-azkarrek irauli egin dute laser mikromekanizazioa eta materialen prozesamendua, pultsu ultra-laburrek materialekin duten elkarreragin modu bereziagatik. Aurretik aipatu bezala, LDT-ri buruz hitz egitean, pultsu ultra-azkarraren iraupena materialaren sarean beroa zabaltzeko denbora-eskala baino azkarragoa da. Laser ultra-azkarrek beroak eragindako eremu askoz txikiagoa sortzen dute...nanosegundoko laser pultsatuak, ebaki-galera txikiagoak eta mekanizazio zehatzagoa lortuz. Printzipio hau aplikazio medikoetan ere aplika daiteke, non ultrafart-laser bidezko ebaketaren zehaztasun handiagoak inguruko ehunen kaltea murrizten laguntzen duen eta laser bidezko kirurgian pazientearen esperientzia hobetzen duen.
Attosegundoko pultsuak: laser ultra-azkarrei etorkizuna
Ikerketak laser ultra-azkarrak aurrera eramaten jarraitzen duen heinean, pultsu-iraupen laburragoko argi-iturri berri eta hobetuak garatzen ari dira. Prozesu fisiko azkarragoei buruzko ezagutza lortzeko, ikertzaile askok attosegundoko pultsuen sorreran jartzen dute arreta – 10-18 s ingurukoak ultramore muturreko (XUV) uhin-luzera tartean. Attosegundoko pultsuek elektroien mugimendua jarraitzea ahalbidetzen dute eta egitura elektronikoaren eta mekanika kuantikoaren ulermena hobetzen dute. XUV attosegundoko laserren integrazioak prozesu industrialetan oraindik ez du aurrerapen nabarmenik egin, baina arloko ikerketa eta aurrerapen jarraituek ia ziur aski teknologia hau laborategitik kanpo eta fabrikaziora eramango dute, femtosegundo eta pikosegundoekin gertatu den bezala.laser iturriak.
Argitaratze data: 2024ko ekainaren 25a