Verander die polsspoed van die supersterk ultrakort laser

Verander die polsspoed van diesupersterk ultrakort laser

Super ultrakort lasers verwys gewoonlik na laserpulse met polswydtes van tiene en honderde femtosekondes, piekkrag van terawatt en petawatt, en hul gefokusde ligintensiteit oorskry 1018 W/cm2. Super ultrakort laser en sy gegenereerde superstralingsbron en hoë-energie deeltjiebron het 'n wye reeks toepassingswaarde in baie basiese navorsingsrigtings soos hoë-energie-fisika, partikelfisika, plasmafisika, kernfisika en astrofisika, en die uitset van wetenskaplike navorsingsresultate kan dan die relevante hoëtegnologie-industrieë, mediese gesondheid, omgewingsenergie en nasionale verdedigingsveiligheid dien. Sedert die uitvinding van getjirp-pulsversterkingstegnologie in 1985, het die opkoms van die wêreld se eerste klop-wattlaserin 1996 en die voltooiing van die wêreld se eerste 10-slag watt-laser in 2017, was die fokus van super-ultra-kort laser in die verlede hoofsaaklik om die “mees intense lig” te bereik. In onlangse jare het studies getoon dat onder die toestand van die handhawing van superlaserpulse, as die polsoordragspoed van super ultrakort laser beheer kan word, dit twee keer die resultaat kan bring met die helfte van die moeite in sommige fisiese toepassings, wat verwag word. om die skaal van super ultra-kort te verminderlaser toestelle, maar verbeter die effek daarvan in hoë-veld laser fisika eksperimente.

Vervorming van pols voorkant van ultra-sterk ultrakort laser
Om die piekkrag onder beperkte energie te verkry, word die polswydte tot 20~30 femtosekondes verminder deur die versterkingsbandwydte te vergroot. Die polsenergie van die huidige 10-bek-watt ultrakort laser is ongeveer 300 joule, en die lae skadedrempel van die kompressorrooster maak die straalopening oor die algemeen groter as 300 mm. Die polsstraal met 20 ~ 30 femtosekondes polswydte en 300 mm diafragma is maklik om die tydruimtelike koppelingsvervorming te dra, veral die vervorming van die polsfront. Figuur 1 (a) toon die tydruimtelike skeiding van die pulsfront en die fasefront wat veroorsaak word deur die straalrolverspreiding, en eersgenoemde toon 'n "ruimtelike-temporele kanteling" relatief tot laasgenoemde. Die ander is die meer komplekse "kromming van ruimte-tyd" wat deur die lensstelsel veroorsaak word. FIG. 1 (b) toon die effekte van ideale pulsfront, skuins pulsfront en gebuigde pulsfront op die tydruimtelike vervorming van die ligveld op die teiken. As gevolg hiervan word die gefokusde ligintensiteit aansienlik verminder, wat nie bevorderlik is vir die sterk veldtoepassing van super ultra-kort laser nie.

FIG. 1 (a) die kanteling van die pulsfront veroorsaak deur die prisma en die rooster, en (b) die effek van die vervorming van die pulsfront op die ruimte-tyd ligveld op die teiken

Polsspoedbeheer van ultrasterkultrakort laser
Tans het Bessel-strale wat deur koniese superposisie van vlakke golwe geproduseer word toepassingswaarde in hoëveldlaserfisika getoon. As 'n konies-gesuperponeerde gepulste bundel 'n aksimmetriese pulsfrontverspreiding het, dan kan die geometriese middelpuntintensiteit van die gegenereerde X-straalgolfpakket soos getoon in Figuur 2 konstant superluminaal, konstant subluminaal, versnelde superluminaal en vertraagde subluminaal wees. Selfs die kombinasie van vervormbare spieël en fasetipe ruimtelike ligmodulator kan arbitrêre tydruimtelike vorm van die pulsfront produseer, en dan arbitrêre beheerbare transmissiespoed produseer. Bogenoemde fisiese effek en sy modulasietegnologie kan die "vervorming" van die polsfront omskep in "beheer" van die polsfront, en dan die doel van die modulering van die transmissiespoed van ultrasterk ultrakort laser besef.

FIG. 2 Die (a) konstante vinniger-as-lig, (b) konstante sublig, (c) versnelde vinniger-as-lig, en (d) vertraagde sublig-ligpulse wat deur superposisie gegenereer word, is in die geometriese middelpunt van die superposisiegebied geleë.

Alhoewel die ontdekking van polsfrontvervorming vroeër is as super ultra-kort laser, is dit wyd bekommerd saam met die ontwikkeling van super ultra-kort laser. Vir 'n lang tyd is dit nie bevorderlik vir die verwesenliking van die kerndoel van super ultra-kort laser nie - ultrahoë fokus ligintensiteit, en navorsers het gewerk om verskeie polsfrontvervorming te onderdruk of uit te skakel. Vandag, wanneer die "polsfrontvervorming" ontwikkel het in "pulsfrontbeheer", het dit die regulering van die transmissiespoed van super ultra-kort laser bereik, wat nuwe middele en nuwe geleenthede bied vir die toepassing van super ultra-kort laser in hoë-veld laser fisika.


Postyd: 13 Mei 2024