Αλλάξτε την ταχύτητα παλμού τουεξαιρετικά ισχυρό υπερσύντομο λέιζερ
Τα εξαιρετικά βραχέα λέιζερ γενικά αναφέρονται σε παλμούς λέιζερ με πλάτος παλμού δεκάδων και εκατοντάδων femtoseconds, μέγιστη ισχύ τεραβάτ και πετάβατ και η εστιασμένη ένταση φωτός τους υπερβαίνει τα 1018 W/cm2. Το εξαιρετικά βραχύ λέιζερ και η παραγόμενη πηγή σούπερ ακτινοβολίας και η πηγή σωματιδίων υψηλής ενέργειας έχουν μεγάλο εύρος αξίας εφαρμογής σε πολλές βασικές ερευνητικές κατευθύνσεις όπως η φυσική υψηλής ενέργειας, η φυσική των σωματιδίων, η φυσική πλάσματος, η πυρηνική φυσική και η αστροφυσική και η παραγωγή επιστημονικών Τα αποτελέσματα της έρευνας μπορούν στη συνέχεια να εξυπηρετήσουν τις σχετικές βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας, την ιατρική υγεία, την περιβαλλοντική ενέργεια και την εθνική αμυντική ασφάλεια. Από την εφεύρεση της τεχνολογίας ενίσχυσης παλμών το 1985, η εμφάνιση του πρώτου beat watt στον κόσμολέιζερτο 1996 και την ολοκλήρωση του πρώτου λέιζερ 10 παλμών στον κόσμο το 2017, το επίκεντρο του υπερ-υπερκοντού λέιζερ στο παρελθόν ήταν κυρίως η επίτευξη του «πιο έντονο φως». Τα τελευταία χρόνια, μελέτες έχουν δείξει ότι υπό την προϋπόθεση της διατήρησης παλμών σούπερ λέιζερ, εάν μπορεί να ελεγχθεί η ταχύτητα μετάδοσης παλμού του εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου λέιζερ, μπορεί να φέρει διπλάσιο αποτέλεσμα με τη μισή προσπάθεια σε ορισμένες φυσικές εφαρμογές, όπως αναμένεται. για να μειώσετε την κλίμακα του σούπερ υπερκοντούσυσκευές λέιζερ, αλλά βελτιώνει την επίδρασή του σε πειράματα φυσικής λέιζερ υψηλού πεδίου.
Παραμόρφωση του μετώπου παλμού του εξαιρετικά ισχυρού υπερκοντού λέιζερ
Προκειμένου να επιτευχθεί η μέγιστη ισχύς υπό περιορισμένη ενέργεια, το πλάτος του παλμού μειώνεται στα 20~30 femtoseconds διευρύνοντας το εύρος ζώνης απολαβής. Η ενέργεια παλμού του τρέχοντος εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου λέιζερ 10 ράμφους Watt είναι περίπου 300 τζάουλ και το χαμηλό όριο βλάβης του πλέγματος του συμπιεστή κάνει το άνοιγμα της δέσμης γενικά μεγαλύτερο από 300 mm. Η δέσμη παλμών με πλάτος παλμού 20~30 femtosecond και διάφραγμα 300 mm είναι εύκολο να μεταφέρει τη χωροχρονική παραμόρφωση σύζευξης, ειδικά την παραμόρφωση του μετώπου παλμού. Το σχήμα 1 (α) δείχνει τον χωροχρονικό διαχωρισμό του μετώπου παλμού και του μετώπου φάσης που προκαλείται από τη διασπορά του ρόλου της δέσμης και το πρώτο δείχνει μια «χωροχρονική κλίση» σε σχέση με το δεύτερο. Το άλλο είναι η πιο περίπλοκη «καμπυλότητα του χωροχρόνου» που προκαλείται από το σύστημα φακών. ΣΥΚΟ. 1 (β) δείχνει τα αποτελέσματα του ιδανικού μετώπου παλμού, του κεκλιμένου μετώπου παλμού και του λυγισμένου μετώπου παλμού στη χωροχρονική παραμόρφωση του φωτεινού πεδίου στον στόχο. Ως αποτέλεσμα, η ένταση του εστιασμένου φωτός μειώνεται σημαντικά, κάτι που δεν ευνοεί την εφαρμογή ισχυρού πεδίου του εξαιρετικά μικρού λέιζερ.
ΣΥΚΟ. 1 (α) η κλίση του μετώπου παλμού που προκαλείται από το πρίσμα και το πλέγμα και (β) η επίδραση της παραμόρφωσης του μετώπου παλμού στο χωροχρονικό πεδίο φωτός στον στόχο
Έλεγχος ταχύτητας παλμών εξαιρετικά ισχυρούυπερσύντομο λέιζερ
Επί του παρόντος, οι δέσμες Bessel που παράγονται από κωνική υπέρθεση επίπεδων κυμάτων έχουν δείξει αξία εφαρμογής στη φυσική λέιζερ υψηλού πεδίου. Εάν μια κωνικά υπερτιθέμενη παλμική δέσμη έχει αξονική συμμετρική μπροστινή κατανομή παλμού, τότε η γεωμετρική ένταση του κέντρου του παραγόμενου πακέτου κύματος ακτίνων Χ όπως φαίνεται στο Σχήμα 2 μπορεί να είναι σταθερή υπερφωτεινή, σταθερή υποφωτεινή, επιταχυνόμενη υπερφωτεινή και επιβραδυνόμενη υποφωτεινή. Ακόμη και ο συνδυασμός παραμορφώσιμου κατόπτρου και χωρικού διαμορφωτή φωτός τύπου φάσης μπορεί να παράγει αυθαίρετο χωροχρονικό σχήμα του μετώπου παλμού και στη συνέχεια να παράγει αυθαίρετη ελεγχόμενη ταχύτητα μετάδοσης. Το παραπάνω φυσικό αποτέλεσμα και η τεχνολογία διαμόρφωσής του μπορούν να μετατρέψουν την «παραμόρφωση» του μετώπου παλμού σε «έλεγχο» του μετώπου παλμού και στη συνέχεια να συνειδητοποιήσουν τον σκοπό της διαμόρφωσης της ταχύτητας μετάδοσης ενός εξαιρετικά ισχυρού εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου λέιζερ.
ΣΥΚΟ. 2 Οι (α) σταθεροί ταχύτεροι από το φως, (β) οι σταθεροί υπόφως, (γ) οι επιταχυνόμενοι παλμοί φωτός πιο γρήγορα από το φως και (δ) οι επιβραδυνόμενοι παλμοί φωτός που παράγονται από την υπέρθεση βρίσκονται στο γεωμετρικό κέντρο της περιοχής υπέρθεσης
Αν και η ανακάλυψη της παραμόρφωσης μετώπου παλμού είναι προγενέστερη από το υπερ-υπερκοντό λέιζερ, έχει απασχολήσει ευρέως μαζί με την ανάπτυξη του υπερ-υπερκοντού λέιζερ. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, δεν ευνοεί την υλοποίηση του βασικού στόχου του εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου λέιζερ - υπερυψηλής έντασης φωτός εστίασης, και οι ερευνητές εργάζονται για να καταστείλουν ή να εξαλείψουν διάφορες παραμορφώσεις του μπροστινού παλμού. Σήμερα, όταν η «παραμόρφωση μετώπου παλμού» έχει εξελιχθεί σε «έλεγχος εμπρός παλμού», έχει επιτύχει τη ρύθμιση της ταχύτητας μετάδοσης του σούπερ εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου λέιζερ, παρέχοντας νέα μέσα και νέες ευκαιρίες για την εφαρμογή του υπερσύντομου λέιζερ σε φυσική λέιζερ υψηλού πεδίου.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Μαΐου 2024