Повтарящи сегигахерцимпулси с индивидуални цветове и форми отключват нов потенциал в ултрабързите изображения и лазерната обработка.
Екип от изследователи от университета в Токио и университета Сайтама в Япония разработи иновативна оптична техника, наречена "спектърна совалка". Техниката може едновременно да генерира GHz импулси от импулси и да формира техните пространствени профили.
Генерирането и оформянето на силно повтарящи се импулси има голямо обещание за различни приложения, включително високоскоростна фотография, лазерна обработка и генериране на акустични вълни. Гигахерцови (GHz) импулси с интервали от ~0.01 ~ ~10 наносекунди са особено ценни за визуализиране на свръхбързи явления и подобряване на ефективността на лазерната обработка.
Понастоящем, въпреки че в индустрията са налични методи за генериране на GHz импулси, предизвикателствата остават - като неефективно извеждане на импулсна енергия, лоша регулируемост на импулсните интервали и сложност на съществуващите системи. Освен това, оформянето на пространствения профил на всеки импулс на GHz импулс е ограничено поради недостатъчната реакция на модулаторите на пространствена светлина.
За да се справи с тези предизвикателства, изследователският екип, споменат по-горе, разработи нова схема.
Подходът се състои от хоризонтално разпръскване на ултракъси импулси през дифракционна решетка, като се използват паралелни огледала за пространствено разделяне на импулсите в различни дължини на вълната. Тези вертикално подравнени импулси могат да бъдат индивидуално пространствено модулирани с помощта на модулатор на пространствена светлина. Получените модулирани импулси с различни времеви закъснения в GHz обхвата произвеждат спектрално разделени GHz импулси от импулси, всеки с уникална форма в своя пространствен профил.
Съобщава се, че методът успешно генерира GHz импулси с дискретни вариации в дължината на вълната и интервала от време. Той демонстрира формирането на пространствени профили, включително изместване на позицията и разделяне на пикове. Прилагането на метода за ултрабързи спектрални изображения демонстрира способността му да улавя динамиката на различни ленти с дължина на вълната едновременно.
Методът улеснява ултрабързото изобразяване в суб-наносекунда до наносекунда времеви мащаби, позволявайки анализ на бързи, неповтарящи се явления. Неговите потенциални приложения включват разкриване на неизвестни ултрабързи явления и наблюдение на бързи физически процеси в индустриални среди. Способността за индивидуално оформяне на GHz импулси също е доста обещаваща при прецизна лазерна обработка и лазерна терапия.
По-специално, новаторският подход на екипа доведе до компактен дизайн и подобрена преносимост, което го прави подходящ за използване в научноизследователски съоръжения и различни промишлени технологии
Кейтаро Шимада, доктор по философия. кандидат в катедрата по биоинженерство вУниверситет на Токио, каза: „Нашата уникална оптична структура позволява манипулиране на ултракъси импулси с триизмерен оптичен път, което води до безпрецедентно пространствено манипулиране на GHz изблици.“
Той добави: „Преместването на спектъра осигурява широка гама от GHz импулси с интервали, вариращи от 10 пикосекунди до 10 наносекунди. Вярвам, че приложенията, базирани на нашата технология за различни цели, включително плазма, метали и клетки, ще ускорят научните открития и технологични иновации в индустрията и медицината."
Тази иновативна технология отваря пътя за напредък в ултрабързите изображения с отражение върху научните изследвания и индустриалните приложения. Способността му едновременно да генерира и формира изблици от GHz импулси въвежда универсален инструмент за изучаване на бързи явления и подобряване на лазерно базирани процеси.
