Verander de pulssnelheid van desupersterke ultrakorte laser
Super-ultrakorte lasers verwijzen over het algemeen naar laserpulsen met pulsbreedtes van tientallen en honderden femtoseconden, een piekvermogen van terawatt en petawatt, en hun gefocusseerde lichtintensiteit overschrijdt 1018 W/cm2. Super ultrakorte laser en de gegenereerde superstralingsbron en hoogenergetische deeltjesbron hebben een breed scala aan toepassingswaarde in veel fundamentele onderzoeksrichtingen, zoals hoge-energiefysica, deeltjesfysica, plasmafysica, kernfysica en astrofysica, en de output van wetenschappelijke onderzoeksresultaten kunnen vervolgens ten goede komen aan de relevante hightechindustrieën, de medische gezondheidszorg, milieu-energie en de nationale defensieveiligheid. Sinds de uitvinding van de chirped-pulsversterkingstechnologie in 1985, heeft de opkomst van 's werelds eerste beatwatt-technologielaserin 1996 en de voltooiing van 's werelds eerste laser van 10 watt in 2017, lag de focus van super-ultrakorte lasers in het verleden vooral op het bereiken van het “meest intense licht”. In de afgelopen jaren hebben onderzoeken aangetoond dat als de pulstransmissiesnelheid van een super-ultrakorte laser kan worden gecontroleerd, als de superlaserpulsen in stand worden gehouden, dit bij sommige fysieke toepassingen tweemaal het resultaat kan opleveren met de helft van de inspanning, wat wordt verwacht. om de schaal van super ultrakort te verkleinenlaser-apparaten, maar verbeter het effect ervan in laserfysica-experimenten met een hoog veld.
Vervorming van het pulsfront van ultrasterke ultrakorte laser
Om het piekvermogen onder beperkte energie te verkrijgen, wordt de pulsbreedte teruggebracht tot 20~30 femtoseconden door de versterkingsbandbreedte te vergroten. De pulsenergie van de huidige ultrakorte laser van 10 watt bedraagt ongeveer 300 joule, en de lage schadedrempel van het compressorrooster zorgt ervoor dat de straalopening over het algemeen groter is dan 300 mm. De pulsbundel met een pulsbreedte van 20 ~ 30 femtoseconden en een opening van 300 mm is gemakkelijk te dragen door de spatiotemporele koppelingsvervorming, vooral de vervorming van het pulsfront. Figuur 1 (a) toont de spatio-temporele scheiding van het pulsfront en het fasefront veroorzaakt door de bundelrolspreiding, en de eerste toont een "spatio-temporele kanteling" ten opzichte van de laatste. De andere is de complexere “kromming van ruimte-tijd” veroorzaakt door het lenssysteem. AFB. 1 (b) toont de effecten van het ideale pulsfront, het hellende pulsfront en het gebogen pulsfront op de spatio-temporele vervorming van het lichtveld op het doel. Als gevolg hiervan wordt de gefocusseerde lichtintensiteit sterk verminderd, wat niet bevorderlijk is voor de sterke veldtoepassing van superultrakorte lasers.
AFB. 1 (a) de kanteling van het pulsfront veroorzaakt door het prisma en het rooster, en (b) het effect van de vervorming van het pulsfront op het ruimte-tijd lichtveld op het doel
Pulssnelheidscontrole van ultrasterkultrakorte laser
Momenteel hebben Bessel-bundels geproduceerd door conische superpositie van vlakke golven toepassingswaarde getoond in de laserfysica met hoog veld. Als een conisch gesuperponeerde gepulseerde bundel een asymmetrische pulsfrontverdeling heeft, kan de geometrische centrumintensiteit van het gegenereerde röntgengolfpakket, zoals weergegeven in figuur 2, constant superluminaal, constant subluminaal, versneld superluminaal en vertraagd subluminaal zijn. Zelfs de combinatie van een vervormbare spiegel en een ruimtelijke lichtmodulator van het fasetype kan een willekeurige spatio-temporele vorm van het pulsfront produceren, en vervolgens een willekeurig regelbare transmissiesnelheid produceren. Het bovenstaande fysieke effect en de modulatietechnologie ervan kunnen de "vervorming" van het pulsfront transformeren in "controle" van het pulsfront, en vervolgens het doel realiseren van het moduleren van de transmissiesnelheid van een ultrasterke ultrakorte laser.
AFB. 2 De (a) constante sneller dan licht, (b) constant sublicht, (c) versneld sneller dan licht, en (d) vertraagde sublichtlichtpulsen gegenereerd door superpositie bevinden zich in het geometrische centrum van het superpositiegebied
Hoewel de ontdekking van pulsfrontvervorming eerder plaatsvindt dan de super-ultrakorte laser, is er veel aandacht voor geweest, samen met de ontwikkeling van de super-ultrakorte laser. Lange tijd is dit niet bevorderlijk geweest voor de verwezenlijking van het kerndoel van super-ultrakorte laser – ultrahoge focusserende lichtintensiteit, en onderzoekers hebben gewerkt aan het onderdrukken of elimineren van verschillende pulsfrontvervormingen. Nu de “pulsfrontvervorming” zich heeft ontwikkeld tot “pulsfrontcontrole”, heeft het de regulering van de transmissiesnelheid van super-ultrakorte laser bereikt, wat nieuwe middelen en nieuwe mogelijkheden biedt voor de toepassing van super-ultrakorte laser in laserfysica met hoog veld.
Posttijd: 13 mei 2024