Altere a velocidade do pulso do laser ultracurto superforte

Altere a velocidade do pulso dolaser ultracurto super forte

Lasers super ultracurtos geralmente se referem a pulsos de laser com larguras de pulso de dezenas e centenas de femtossegundos, potência de pico de terawatts e petawatts, e sua intensidade de luz focada excede 1018 W/cm2. O laser super ultracurto e sua fonte de superradiação gerada e fonte de partículas de alta energia têm uma ampla gama de valor de aplicação em muitas áreas de pesquisa básica, como física de alta energia, física de partículas, física de plasma, física nuclear e astrofísica, e a produção científica os resultados da investigação poderão então servir as indústrias de alta tecnologia relevantes, a saúde médica, a energia ambiental e a segurança da defesa nacional. Desde a invenção da tecnologia de amplificação de pulso em 1985, o surgimento do primeiro watt de batida do mundolaserem 1996 e a conclusão do primeiro laser de 10 watts de 10 batimentos do mundo em 2017, o foco do laser super ultracurto no passado era principalmente alcançar a “luz mais intensa”. Nos últimos anos, estudos têm mostrado que, sob a condição de manutenção de pulsos de super laser, se a velocidade de transmissão do pulso do laser super ultracurto puder ser controlada, poderá trazer o dobro do resultado com metade do esforço em algumas aplicações físicas, o que é esperado para reduzir a escala de super ultracurtodispositivos a laser, mas melhore seu efeito em experimentos de física com laser de alto campo.

Distorção da frente do pulso do laser ultracurto ultraforte
Para obter a potência de pico sob energia limitada, a largura do pulso é reduzida para 20 ~ 30 femtossegundos, aumentando a largura de banda de ganho. A energia de pulso do atual laser ultracurto de 10 bicos é de cerca de 300 joules, e o baixo limite de dano da grade do compressor torna a abertura do feixe geralmente maior que 300 mm. O feixe de pulso com largura de pulso de 20 ~ 30 femtossegundos e abertura de 300 mm é fácil de transportar a distorção do acoplamento espaço-temporal, especialmente a distorção da frente do pulso. A Figura 1 (a) mostra a separação espaço-temporal da frente de pulso e da frente de fase causada pela dispersão do papel do feixe, e a primeira mostra uma “inclinação espaço-temporal” em relação à última. A outra é a “curvatura do espaço-tempo” mais complexa causada pelo sistema de lentes. FIGO. 1 (b) mostra os efeitos da frente de pulso ideal, frente de pulso inclinada e frente de pulso curvada na distorção espaço-temporal do campo de luz no alvo. Como resultado, a intensidade da luz focada é bastante reduzida, o que não favorece a aplicação de campo forte do laser super ultracurto.

FIGO. 1 (a) a inclinação da frente do pulso causada pelo prisma e pela grade, e (b) o efeito da distorção da frente do pulso no campo de luz espaço-tempo no alvo

Controle de velocidade de pulso de ultra-fortelaser ultracurto
Atualmente, os feixes de Bessel produzidos pela superposição cônica de ondas planas têm mostrado valor de aplicação na física do laser de alto campo. Se um feixe pulsado sobreposto cônico tiver uma distribuição frontal de pulso axissimétrica, então a intensidade do centro geométrico do pacote de ondas de raios X gerado, como mostrado na Figura 2, pode ser superluminal constante, subluminal constante, superluminal acelerado e subluminal desacelerado. Mesmo a combinação de espelho deformável e modulador de luz espacial do tipo fase pode produzir uma forma espaço-temporal arbitrária da frente do pulso e, em seguida, produzir uma velocidade de transmissão controlável arbitrária. O efeito físico acima e sua tecnologia de modulação podem transformar a “distorção” da frente do pulso em “controle” da frente do pulso e, então, realizar o propósito de modular a velocidade de transmissão do laser ultra-forte e ultracurto.

FIGO. 2 Os pulsos de luz (a) constante mais rápido que a luz, (b) subluz constante, (c) acelerado mais rápido que a luz e (d) desacelerado subluz gerados pela superposição estão localizados no centro geométrico da região de superposição

Embora a descoberta da distorção frontal do pulso seja anterior ao laser super ultracurto, ela tem sido amplamente preocupada junto com o desenvolvimento do laser super ultracurto. Por muito tempo, não é propício à realização do objetivo principal do laser super ultracurto - intensidade de luz de foco ultra-alta, e os pesquisadores têm trabalhado para suprimir ou eliminar várias distorções frontais de pulso. Hoje, quando a “distorção frontal de pulso” se desenvolveu em “controle frontal de pulso”, conseguiu-se a regulação da velocidade de transmissão do laser super ultracurto, proporcionando novos meios e novas oportunidades para a aplicação do laser super ultracurto em física do laser de alto campo.