შეცვალეთ სუპერ ძლიერი ულტრამოკლე ლაზერის პულსის სიჩქარე

შეცვალეთ პულსის სიჩქარესუპერ ძლიერი ულტრამოკლე ლაზერი

სუპერ ულტრამოკლე ლაზერები ზოგადად ეხება ლაზერულ პულსებს ათეულობით და ასობით ფემტოწამის პულსის სიგანეებით, ტერავატებისა და პეტავატების პიკური სიმძლავრით და მათი ფოკუსირებული სინათლის ინტენსივობა აღემატება 1018 ვტ/სმ2-ს. სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერს და მის გენერირებულ სუპერ გამოსხივების წყაროს და მაღალი ენერგიის ნაწილაკების წყაროს აქვს გამოყენების მნიშვნელობის ფართო სპექტრი მრავალი ძირითადი კვლევის მიმართულებებში, როგორიცაა მაღალი ენერგიის ფიზიკა, ნაწილაკების ფიზიკა, პლაზმის ფიზიკა, ბირთვული ფიზიკა და ასტროფიზიკა და სამეცნიერო შედეგები. კვლევის შედეგები შეიძლება ემსახურებოდეს შესაბამის მაღალტექნოლოგიურ ინდუსტრიებს, სამედიცინო ჯანმრთელობას, ეკოლოგიურ ენერგეტიკას და ეროვნულ თავდაცვის უსაფრთხოებას. მას შემდეგ, რაც 1985 წელს ჩირქოვანი პულსის გამაძლიერებელი ტექნოლოგიის გამოგონება მოხდა, გაჩნდა მსოფლიოში პირველი ბიტ ვატი.ლაზერული1996 წელს და მსოფლიოში პირველი 10-ბიტიანი ლაზერის დასრულება 2017 წელს, წარსულში სუპერ ულტრამოკლე ლაზერის ფოკუსი ძირითადად „ყველაზე ინტენსიური სინათლის“ მიღწევა იყო. ბოლო წლებში კვლევებმა აჩვენა, რომ სუპერ ლაზერული იმპულსების შენარჩუნების პირობებში, თუ სუპერ ულტრამოკლე ლაზერის პულსის გადაცემის სიჩქარე შეიძლება კონტროლდებოდეს, მას შეუძლია ორჯერ მეტი შედეგი მოიტანოს ნახევარი ძალისხმევით ზოგიერთ ფიზიკურ აპლიკაციებში, რაც მოსალოდნელია. სუპერ ულტრა მოკლე მასშტაბის შესამცირებლადლაზერული მოწყობილობები, მაგრამ გააუმჯობესოს მისი ეფექტი მაღალი ველის ლაზერული ფიზიკის ექსპერიმენტებში.

ულტრამოკლე ლაზერის პულსის წინა ნაწილის დამახინჯება
იმისათვის, რომ მიიღოთ პიკური სიმძლავრე შეზღუდული ენერგიის პირობებში, პულსის სიგანე მცირდება 20-30 ფემტოწამამდე, გაზრდის გამტარუნარიანობის გაზრდით. მიმდინარე 10 წვერის ვატიანი ულტრამოკლე ლაზერის პულსის ენერგია არის დაახლოებით 300 ჯოული, ხოლო კომპრესორის ბადეების დაზიანების დაბალი ბარიერი სხივის დიაფრაგს ზოგადად 300 მმ-ზე მეტს ხდის. პულსის სხივი 20~30 ფემტოწამიანი პულსის სიგანით და 300 მმ დიაფრაგმით ადვილად ატარებს სივრცითი-დროებითი დაწყვილების დამახინჯებას, განსაკუთრებით პულსის წინა ნაწილის დამახინჯებას. სურათი 1 (a) გვიჩვენებს პულსის ფრონტისა და ფაზის ფრონტის სივრცულ-დროებით განცალკევებას, რომელიც გამოწვეულია სხივის როლის დისპერსიით, ხოლო პირველი გვიჩვენებს "სივრცულ-დროებით დახრილობას" მეორესთან შედარებით. მეორე არის უფრო რთული „სივრცე-დროის გამრუდება“, რომელიც გამოწვეულია ლინზების სისტემით. ნახ. 1 (ბ) გვიჩვენებს იდეალური პულსის ფრონტის, დახრილი პულსის ფრონტის და მოხრილი პულსის ფრონტის ეფექტებს სამიზნეზე სინათლის ველის სივრცობრივ-დროებით დამახინჯებაზე. შედეგად, ფოკუსირებული სინათლის ინტენსივობა მნიშვნელოვნად მცირდება, რაც ხელს არ უწყობს სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერის ძლიერი ველის გამოყენებას.

ნახ. 1 (ა) იმპულსური ფრონტის დახრილობა, რომელიც გამოწვეულია პრიზმით და ბადეებით, და (ბ) პულსის ფრონტის დამახინჯების ეფექტი სამიზნეზე სივრცე-დროის სინათლის ველზე

ულტრა ძლიერი პულსის სიჩქარის კონტროლიულტრამოკლე ლაზერი
ამჟამად, ბესელის სხივები, რომლებიც წარმოიქმნება თვითმფრინავის ტალღების კონუსური სუპერპოზიციით, აჩვენა გამოყენების მნიშვნელობა მაღალი ველის ლაზერულ ფიზიკაში. თუ კონუსურად განლაგებულ პულსირებულ სხივს აქვს ღერძული სიმეტრიული პულსის წინა განაწილება, მაშინ გეომეტრიული ცენტრის ინტენსივობა წარმოქმნილი რენტგენის ტალღის პაკეტის, როგორც ნაჩვენებია სურათ 2-ში, შეიძლება იყოს მუდმივი ზელუმინალური, მუდმივი სუბლუმინალური, აჩქარებული ზელუმინალური და შენელებული სუბლუმინალური. დეფორმირებადი სარკის და ფაზის ტიპის სივრცითი სინათლის მოდულატორის კომბინაციასაც კი შეუძლია პულსის წინა ნაწილის თვითნებური სივრცით-დროითი ფორმის შექმნა და შემდეგ თვითნებური კონტროლირებადი გადაცემის სიჩქარე. ზემოხსენებულ ფიზიკურ ეფექტს და მის მოდულაციის ტექნოლოგიას შეუძლია პულსის ფრონტის „დამახინჯება“ გარდაქმნას პულსის ფრონტის „კონტროლად“ და შემდეგ გააცნობიეროს ულტრა ძლიერი ულტრამოკლე ლაზერის გადაცემის სიჩქარის მოდულაციის მიზანი.

ნახ. 2 (ა) მუდმივი სინათლეზე უფრო სწრაფი, (ბ) მუდმივი ქვეშუქი, (გ) აჩქარებული სინათლეზე უფრო სწრაფად და (დ) სუპერპოზიციის შედეგად წარმოქმნილი შენელებული შუქის იმპულსები განლაგებულია სუპერპოზიციის რეგიონის გეომეტრიულ ცენტრში.

მიუხედავად იმისა, რომ პულსის ფრონტის დამახინჯების აღმოჩენა უფრო ადრეა, ვიდრე სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერი, იგი ფართოდ იყო შეშფოთებული სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერის განვითარებასთან ერთად. დიდი ხნის განმავლობაში, ეს არ არის ხელსაყრელი სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერის ძირითადი მიზნის - ულტრა მაღალი ფოკუსირების სინათლის ინტენსივობის რეალიზებისთვის, და მკვლევარები მუშაობენ სხვადასხვა პულსის წინა დამახინჯების ჩახშობაზე ან აღმოფხვრაზე. დღეს, როდესაც "პულსის წინა დამახინჯება" გადაიქცა "პულსის წინა კონტროლად", მან მიაღწია სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერის გადაცემის სიჩქარის რეგულირებას, რაც უზრუნველყოფს ახალ საშუალებებს და ახალ შესაძლებლობებს სუპერ ულტრა მოკლე ლაზერის გამოყენებისთვის. მაღალი ველის ლაზერული ფიზიკა.