Bakarralaser ultraazkarbigarren zatia
Dispertsioa eta pultsuaren hedapena: Talde-atzerapenaren sakabanaketa
Laser ultraazkar erabiltzean topatzen den erronka teknikorik zailenetako bat hasieran igorritako pultsu ultralabuen iraupena mantentzea da.laserra. Pultsu ultraazkarrak denboraren distortsioa jasaten du, eta horrek pultsuak luzeagoak egiten ditu. Efektu hau okerrera egiten da hasierako pultsuaren iraupena laburtu ahala. Laser ultraazkarrek 50 segundoko iraupena duten pultsuak igor ditzaketen arren, ispilu eta lenteak erabiliz pultsuak helburuko kokapenera igortzen dituzten denboran anplifikatu daitezke, edo baita airearen bidez pultsua transmititzeko ere.
Denbora distortsio hori talde atzeratutako dispertsioa (GDD) izeneko neurri baten bidez kuantifikatzen da, bigarren ordenako dispertsioa deritzona ere. Izan ere, ultrafart-laser pultsuen denbora-banaketari eragin diezaiokeen ordena handiagoko sakabanaketa-terminoak ere badaude, baina praktikan, normalean nahikoa da GDDren eragina aztertzea. GDD maiztasunaren menpeko balio bat da, material jakin baten lodierarekin linealki proportzionala dena. Transmisio-optikak, hala nola, lentea, leihoa eta osagai objektiboak normalean GDD balio positiboak izan ohi ditu, eta horrek adierazten du behin konprimitutako pultsuek transmisio-optikak igortzen dituenak baino pultsu iraupen handiagoa eman diezaiokeela.laser sistemak. Maiztasun baxuagoko osagaiak (hau da, uhin-luzera luzeagoak) azkarrago hedatzen dira maiztasun handiagoko osagaiak (hau da, uhin-luzera laburragoak) baino. Pultsuak gero eta materia gehiago zeharkatzen duen heinean, pultsuaren uhin-luzera gero eta gehiago hedatzen joango da denboran. Pultsuen iraupen laburragoetarako, eta, beraz, banda-zabalera zabalagoetarako, efektu hau areagotu egiten da eta pultsu-denboraren distortsio nabarmena eragin dezake.
Laser aplikazio ultraazkarrak
espektroskopia
Laser iturri ultraazkarrak agertu zirenetik, espektroskopia izan da haien aplikazio eremu nagusietako bat. Pultsuaren iraupena femtosegundoetara edo are attosegundoetara murriztuz, historikoki behatu ezinezkoak ziren fisikako, kimikako eta biologiako prozesu dinamikoak lor daitezke orain. Funtsezko prozesuetako bat higidura atomikoa da, eta mugimendu atomikoaren behaketak oinarrizko prozesuen ulermen zientifikoa hobetu du, hala nola bibrazio molekularra, disoziazio molekularra eta proteina fotosintetikoen energia transferentzia.
bioirudiak
Piko-potentziako laser ultraazkarrek prozesu ez-linealak onartzen dituzte eta irudi biologikoetarako bereizmena hobetzen dute, hala nola fotoi anitzeko mikroskopia. Fotoi anitzeko sistema batean, euskarri biologiko edo helburu fluoreszente batetik seinale ez-lineala sortzeko, bi fotoi gainjarri behar dira espazioan eta denboran. Mekanismo ez-lineal honek irudien bereizmena hobetzen du fotoi bakarreko prozesuen azterketak eragiten dituzten atzeko fluoreszentzia seinaleak nabarmen murrizten dituelako. Sinplifikatutako seinalearen atzeko planoa irudikatzen da. Foto anitzeko mikroskopioaren kitzikapen-eskualde txikiagoak fototoxikotasuna saihesten du eta laginaren kalteak minimizatzen ditu.
1. irudia: fotoi anitzeko mikroskopioko esperimentu batean izpi baten bide baten adibidea
Laser materiala prozesatzea
Laser iturri ultraazkarrek ere irauli egin dute laser mikromekanizazioa eta materialen prozesamendua, pultsu ultralaburrak materialekin elkarreragiten duten modu bereziagatik. Lehen esan bezala, LDT-a eztabaidatzen denean, pultsu ultraazkarren iraupena materialaren sarean bero-difusioaren denbora-eskala baino azkarragoa da. Laser ultra azkarrek beroak eragindako zona baino askoz txikiagoa sortzen dutenanosegundo pultsudun laserrak, ebakidura-galera txikiagoak eta mekanizazio zehatzagoa eraginez. Printzipio hau aplikazio medikoetan ere aplikagarria da, non ultrafart-laser ebaketaren zehaztasun handiagoak inguruko ehunen kalteak murrizten laguntzen duen eta pazientearen esperientzia hobetzen duen laser kirurgian.
Attosegundoko pultsuak: laser ultraazkarren etorkizuna
Ikerketek laser ultraazkarrak aurrera egiten jarraitzen duten heinean, pultsu iraupen laburragoa duten argi iturri berriak eta hobetuak garatzen ari dira. Prozesu fisiko azkarragoak ezagutzeko, ikertzaile asko atosegundoko pultsuen sorreran zentratzen ari dira, 10-18 s inguru ultramoreen (XUV) uhin-luzera tartean. Attosegundoko pultsuek elektroien mugimenduaren jarraipena ahalbidetzen dute eta egitura elektronikoa eta mekanika kuantikoaren ulermena hobetzen dute. XUV atosegundoko laserrak industria prozesuetan integratzeak oraindik aurrerapen nabarmenik eman ez badu ere, etengabeko ikerketek eta alorrean egindako aurrerapenek teknologia hau laborategitik aterako dute eta fabrikaziora eramango dute, femtosegundoarekin eta pikosegundoarekin gertatu den bezala.laser iturriak.
Argitalpenaren ordua: 2024-06-25