Преди около 10 години изследователи от университета в Лунд и университета в Порто представиха инструмент за измерване на продължителността на импулса на свръхбързи лазери. Същият екип вече постигна пробив, който позволява измерването на отделни лазерни импулси в по-широк диапазон от параметри в по-компактна настройка.
„Настоящите стандартни измервания за фемтосекундни лазери, обикновено използвани в промишлеността и медицината, дават само оценка на продължителността на импулса. Нашият подход дава по-пълно измерване и може да допринесе за разгръщането на целия потенциал на свръхбързата лазерна технология“, казва Даниел Диас Ривас, докторант по атомна физика в университета в Лунд.
Концепцията за фемтосекундни импулси е трудна за разбиране за повечето от нас. И все пак те се използват за широк спектър от ежедневни приложения, от очна хирургия до микро-обработка в индустрията. Изключително късите лазерни импулси могат дори да изследват най-бързите процеси в природата, като пренос на енергия при фотосинтеза и динамика на електроните.
Въпреки че се използват все по-широко, точното измерване на формата и продължителността на импулсите остава трудна задача. Електронните инструменти са твърде бавни, поради което изследователите се обърнаха към оптичните методи.
Настоящите методи са ограничени
Тези видове оптични техники обаче обикновено изискват множество измервания в последователност на сканиране. Това ги прави неподходящи за улавяне на отделни импулси в реално време.
Появиха се версии с един{0}}изстрел за характеризиране на много къси импулси, които обикновено се използват във фундаменталната наука-, но се борят с по-дългите импулси, които се използват по-често в индустриални и медицински приложения. Ограниченията са свързани със сложността на достатъчното разтягане на импулсите в рамките на компактна оптична настройка.
Получава се елегантно решение
Изследователи от университета в Лунд вече са разработили компактен и елегантен начин за разтягане на ултрабързи лазерни импулси, използвайки прост оптичен принцип. Изследването е публикувано в списаниетоОптика.
Чрез изпращане на импулсен лазерен лъч през дифракционна решетка-компонент, който пространствено разделя светлината на нейните цветове-и изобразяване на решетката с комбинация от лещи, те могат прецизно да контролират продължителността на импулса в лазерния лъч.
Този подход позволява фемтосекундните импулси да бъдат удължени повече от десет пъти в рамките на компактна оптична настройка.
Това позволява пълно характеризиране в един кадър, без необходимост от оптични елементи за пред{0}}компенсация. Резултатът от тази работа е универсална техника, която може да работи за продължителност на импулса, варираща от няколко фемтосекунди до стотици, като по този начин обхваща научни, индустриални и медицински приложения. Той отваря вратата за-наблюдение в реално време на отделни импулси, нещо, което преди това беше недостъпно за много лазерни платформи.
Гледайки напред
Освен характеризирането на импулса, този оптичен принцип може да се приложи за оформяне на пространствено-времевите свойства на светлинните импулси и да се изследват различни начини за изследване на взаимодействията на светлинната -материя.
„Тъй като свръхбързите лазери продължават да стимулират иновациите в науката и технологиите, инструменти като този ще бъдат ключови за разширяване на границите на прецизността и разбирането“, заключава Корд Арнолд, старши преподавател по атомна физика в университета в Лунд.
