Cahya katon sub-20 femtosecondsumber laser pulsa sing bisa diatur
Bubar iki, tim riset saka Inggris nerbitake panliten inovatif, sing ngumumake yen dheweke wis kasil ngembangake cahya katon sub-20 femtosecond tingkat megawatt sing bisa diatur.sumber laser berdenyutSumber laser berdenyut iki, ultra cepetlaser seratSistem iki mampu ngasilake pulsa kanthi dawa gelombang sing bisa diatur, durasi ultra-cendhak, energi nganti 39 nanojoule, lan daya puncak ngluwihi 2 megawatt, mbukak prospek aplikasi anyar kanggo bidang kayata spektroskopi ultracepat, pencitraan biologis, lan pangolahan industri.
Inti saka teknologi iki ana ing kombinasi rong metode canggih: "Gain-Managed nonlinear Amplification (GMNA)" lan "Resonant Dispersive Wave (RDW) emission". Ing jaman kepungkur, kanggo entuk pulsa ultrashort sing bisa disetel kanthi kinerja dhuwur, laser titanium-safir sing larang lan kompleks utawa amplifier parametrik optik biasane dibutuhake. Piranti kasebut ora mung larang, gedhe, lan angel dirawat, nanging uga diwatesi dening tingkat pengulangan sing kurang lan rentang tuning. Solusi kabeh-serat sing dikembangake wektu iki ora mung nyederhanakake arsitektur sistem kanthi signifikan nanging uga nyuda biaya lan kerumitan. Iki ngidini generasi langsung sub-20 femtosecond, sing bisa disetel nganti 400 nganti 700 nanometer lan ngluwihi pulsa daya dhuwur ing frekuensi pengulangan dhuwur 4,8 MHz. Tim riset nggayuh terobosan iki liwat arsitektur sistem sing dirancang kanthi tepat. Kaping pisanan, dheweke nggunakake osilator serat ytterbium sing dikunci mode-pelestarian polarisasi kanthi lengkap adhedhasar pangilon cincin amplifikasi nonlinier (NALM) minangka sumber wiji. Desain iki ora mung njamin stabilitas jangka panjang sistem, nanging uga ngindhari masalah degradasi penyerap jenuh fisik. Sawise preamplifikasi lan kompresi pulsa, pulsa wiji dilebokake ing tahap GMNA. GMNA nggunakake modulasi fase mandiri lan distribusi gain asimetris longitudinal ing serat optik kanggo entuk pelebaran spektral lan ngasilake pulsa ultrashort kanthi chirp linier sing meh sampurna, sing pungkasane dikompres nganti sub-40 femtosecond liwat pasangan grating. Sajrone tahap generasi RDW, para peneliti nggunakake serat inti berongga anti-resonansi sangang resonator sing dirancang lan digawe dhewe. Serat optik jinis iki duwe kerugian sing sithik banget ing pita pulsa pompa lan wilayah cahya sing katon, sing ngidini energi diowahi kanthi efisien saka pompa menyang gelombang sing nyebar lan ngindhari gangguan sing disebabake dening pita resonansi kerugian dhuwur. Ing kahanan optimal, output energi pulsa gelombang dispersi dening sistem bisa tekan 39 nanojoule, jembar pulsa paling cendhak bisa tekan 13 femtodetik, daya puncak bisa nganti 2,2 megawatt, lan efisiensi konversi energi bisa nganti 13%. Sing luwih nyenengake yaiku kanthi nyetel tekanan gas lan parameter serat, sistem bisa kanthi gampang ditambahi menyang pita ultraviolet lan inframerah, entuk tuning pita amba saka ultraviolet jero menyang inframerah.
Riset iki ora mung nduweni wigati sing signifikan ing bidang dhasar fotonik, nanging uga mbukak kahanan anyar kanggo bidang industri lan aplikasi. Contone, ing bidang kayata pencitraan mikroskopi multi-foton, spektroskopi wektu-resolved ultrafast, pangolahan materi, obat presisi, lan riset optik nonlinier ultrafast, jinis sumber cahya ultrafast anyar sing kompak, efisien, lan murah iki bakal nyedhiyakake pangguna karo alat lan fleksibilitas sing durung tau ana sadurunge. Utamane ing skenario sing mbutuhake tingkat pengulangan sing dhuwur, daya puncak lan pulsa ultra-cendhak, teknologi iki mesthi luwih kompetitif lan duwe potensi promosi sing luwih gedhe dibandhingake karo sistem amplifikasi parametrik titanium-safir utawa optik tradisional.
Ing mangsa ngarep, tim riset ngrencanakake kanggo ngoptimalake sistem kasebut luwih lanjut, kayata nggabungake arsitektur saiki sing ngemot pirang-pirang komponen optik ruang bebas menyang serat optik, utawa malah nggunakake siji osilator Mamyshev kanggo ngganti kombinasi osilator lan penguat saiki, supaya bisa entuk miniaturisasi lan integrasi sistem kasebut. Kajaba iku, kanthi adaptasi karo macem-macem jinis serat anti-resonansi, ngenalake gas aktif Raman lan modul penggandaan frekuensi, sistem iki diarepake bakal dikembangake menyang pita sing luwih amba, nyedhiyakake solusi laser ultracepat kabeh-serat, pita amba, kanggo pirang-pirang bidang kayata ultraviolet, cahya sing katon lan inframerah.
Gambar 1. Diagram skematis saka tuning laser pulsa
Wektu kiriman: 28 Mei 2025