Sub-20 femtosecond cahya katonsumber laser pulsed tunable
Bubar, tim riset saka Inggris nerbitake studi inovatif, ngumumake yen dheweke wis sukses ngembangake megawatt level sub-20 femtosecond sing bisa dideleng.sumber laser pulsed. Sumber laser pulsed iki, ultracepetserat laserSistem iki bisa ngasilake pulsa kanthi dawa gelombang sing bisa disetel, durasi sing cendhak banget, energi nganti 39 nanojoules, lan daya puncak ngluwihi 2 megawatt, mbukak prospek aplikasi anyar kanggo lapangan kayata spektroskopi ultrafast, pencitraan biologi, lan pangolahan industri.
Sorotan inti saka teknologi iki dumunung ing kombinasi saka rong cara mutakhir: "Gain-Managed nonlinear Amplification (GMNA)" lan "Resonant Dispersive Wave (RDW) emisi". Ing jaman biyen, kanggo entuk pulsa ultrashshort sing bisa ditindakake kanthi kinerja dhuwur, laser titanium-sapphire sing larang lan kompleks utawa amplifier parametrik optik biasane dibutuhake. Piranti kasebut ora mung larang regane, gedhe banget, lan angel dijaga, nanging uga diwatesi kanthi tingkat pengulangan sing sithik lan rentang tuning. Solusi kabeh-serat sing dikembangake wektu iki ora mung nyederhanakake arsitektur sistem nanging uga nyuda biaya lan kerumitan. Iku mbisakake generasi langsung saka sub-20 femtosecond, tunable kanggo 400 kanggo 700 nanometer lan ngluwihi dhuwur-daya pulsa ing frekuensi Ambalan dhuwur saka 4.8 MHz. Tim riset entuk terobosan iki liwat arsitektur sistem sing dirancang kanthi tepat. Kaping pisanan, dheweke nggunakake osilator serat ytterbium sing dikunci kanthi polarisasi kanthi lengkap adhedhasar pangilon cincin amplifikasi nonlinear (NALM) minangka sumber wiji. Desain iki ora mung njamin stabilitas jangka panjang sistem, nanging uga ngindari masalah degradasi saka absorbers jenuh fisik. Sawise preamplifikasi lan kompresi pulsa, pulsa wiji dilebokake ing tahap GMNA. GMNA nggunakake modulasi fase dhewe lan distribusi gain asimetris longitudinal ing serat optik kanggo entuk broadening spektral lan ngasilake pulsa ultrashort kanthi chirp linear sing meh sampurna, sing pungkasane dikompress dadi sub-40 femtoseconds liwat pasangan grating. Sajrone tahap generasi RDW, peneliti nggunakake serat kothong-inti anti-resonasi sing dirancang lan diproduksi kanthi mandiri. Serat optik jenis iki nduweni kerugian sing sithik banget ing pita pulsa pompa lan wilayah cahya sing katon, supaya energi bisa diowahi kanthi efisien saka pompa menyang gelombang sing kasebar lan ngindhari gangguan sing disebabake dening band resonansi mundhut dhuwur. Ing kondisi optimal, output energi pulsa gelombang sawur dening sistem bisa tekan 39 nanojoules, jembaré pulsa paling cendhak bisa tekan 13 femtoseconds, daya puncak bisa dadi dhuwur minangka 2.2 megawatts, lan efficiency konversi energi bisa dadi dhuwur minangka 13%. Sing luwih nyenengake yaiku kanthi nyetel paramèter tekanan gas lan serat, sistem bisa gampang ditambahi menyang pita ultraviolet lan inframerah, entuk tuning wideband saka ultraviolet jero nganti inframerah.
Panaliten iki ora mung penting banget ing bidang dhasar fotonik, nanging uga mbukak kahanan anyar kanggo lapangan industri lan aplikasi. Contone, ing lapangan kayata pencitraan mikroskop multi-foton, spektroskopi sing wis ditanggulangi kanthi cepet, pangolahan materi, obat presisi, lan riset optik nonlinear ultracepat, sumber cahya ultracepat sing kompak, efisien, lan murah iki bakal nyedhiyakake piranti lan keluwesan sing durung tau ana sadurunge. Utamane ing skenario sing mbutuhake tingkat pengulangan sing dhuwur, daya puncak lan pulsa ultra-short, teknologi iki mesthi luwih kompetitif lan duweni potensi promosi sing luwih gedhe dibandhingake karo sistem amplifikasi parametrik titanium-safir utawa optik tradisional.
Ing mangsa ngarep, tim riset plans kanggo luwih ngoptimalake sistem, kayata nggabungaken arsitektur saiki sing ngemot macem-macem komponen optik free-ruang menyang serat optik, utawa malah nggunakake siji osilator Mamyshev kanggo ngganti osilator saiki lan kombinasi amplifier, supaya entuk miniaturization lan integrasi saka sistem. Kajaba iku, kanthi adaptasi kanggo macem-macem jinis serat anti-resonansi, ngenalake gas aktif Raman lan modul dobel frekuensi, sistem iki samesthine bakal ditambahi menyang pita sing luwih akeh, nyedhiyakake solusi laser kabeh-serat, wideband, ultrafast kanggo macem-macem lapangan kayata ultraviolet, cahya sing katon lan inframerah.
Gambar 1. Diagram skematis saka tuning laser pulsed
Wektu kirim: Mei-28-2025