Modificare la velocità dell'impulso dellaser ultracorto super potente
I laser super ultracorti si riferiscono generalmente a impulsi laser con ampiezze di impulso di decine e centinaia di femtosecondi, potenza di picco di terawatt e petawatt e la loro intensità di luce focalizzata supera 1018 W/cm2. Il laser super ultracorto e la sua sorgente di super radiazione generata e la sorgente di particelle ad alta energia hanno un'ampia gamma di valori applicativi in molte direzioni di ricerca di base come la fisica delle alte energie, la fisica delle particelle, la fisica del plasma, la fisica nucleare e l'astrofisica, e i risultati della ricerca scientifica i risultati della ricerca potranno quindi servire le industrie high-tech, la sanità medica, l’energia ambientale e la sicurezza della difesa nazionale. Dall'invenzione della tecnologia di amplificazione a impulsi nel 1985, l'emergere del primo beat watt al mondolasernel 1996 e il completamento del primo laser da 10 watt al mondo nel 2017, in passato l'obiettivo del laser super ultracorto era principalmente quello di ottenere la "luce più intensa". Negli ultimi anni, gli studi hanno dimostrato che, a condizione di mantenere gli impulsi super laser, se la velocità di trasmissione degli impulsi del laser super ultracorto può essere controllata, potrebbe portare al doppio del risultato con la metà dello sforzo in alcune applicazioni fisiche, come previsto per ridurre la scala del super-ultra-cortodispositivi laser, ma migliora il suo effetto negli esperimenti di fisica laser ad alto campo.
Distorsione del fronte dell'impulso del laser ultracorto ultraforte
Per ottenere la potenza di picco con energia limitata, l'ampiezza dell'impulso viene ridotta a 20~30 femtosecondi ampliando la larghezza di banda del guadagno. L'energia dell'impulso dell'attuale laser ultracorto da 10 watt a becco è di circa 300 joule e la bassa soglia di danno del reticolo del compressore rende l'apertura del raggio generalmente maggiore di 300 mm. Il fascio di impulsi con larghezza di impulso di 20~30 femtosecondi e apertura di 300 mm è facile da sopportare la distorsione dell'accoppiamento spaziotemporale, in particolare la distorsione del fronte dell'impulso. La Figura 1 (a) mostra la separazione spazio-temporale del fronte dell'impulso e del fronte di fase causata dalla dispersione del ruolo del fascio, e il primo mostra una "inclinazione spazio-temporale" rispetto al secondo. L'altra è la più complessa “curvatura dello spazio-tempo” causata dal sistema di lenti. FICO. 1 (b) mostra gli effetti del fronte dell'impulso ideale, del fronte dell'impulso inclinato e del fronte dell'impulso piegato sulla distorsione spazio-temporale del campo luminoso sul bersaglio. Di conseguenza, l'intensità della luce focalizzata è notevolmente ridotta, il che non favorisce l'applicazione di un campo intenso del laser super ultracorto.
FICO. 1 (a) l'inclinazione del fronte dell'impulso causata dal prisma e dal reticolo, e (b) l'effetto della distorsione del fronte dell'impulso sul campo luminoso spazio-temporale sul bersaglio
Controllo della velocità dell'impulso ultra fortelaser ultracorto
Attualmente, i fasci di Bessel prodotti dalla sovrapposizione conica di onde piane hanno mostrato valore applicativo nella fisica dei laser ad alto campo. Se un fascio pulsato sovrapposto conicamente ha una distribuzione assialsimmetrica del fronte dell'impulso, l'intensità del centro geometrico del pacchetto d'onde dei raggi X generato come mostrato nella Figura 2 può essere superluminale costante, subluminale costante, superluminale accelerata e subluminale decelerata. Anche la combinazione di specchio deformabile e modulatore di luce spaziale di tipo fase può produrre una forma spazio-temporale arbitraria del fronte dell'impulso e quindi produrre una velocità di trasmissione controllabile arbitraria. L'effetto fisico di cui sopra e la sua tecnologia di modulazione possono trasformare la "distorsione" del fronte dell'impulso in "controllo" del fronte dell'impulso e quindi realizzare lo scopo di modulare la velocità di trasmissione del laser ultracorto e potente.
FICO. 2 Gli impulsi di luce (a) costante più veloce della luce, (b) costante subluce, (c) accelerato più veloce della luce e (d) decelerato subluce generati dalla sovrapposizione si trovano nel centro geometrico della regione di sovrapposizione
Sebbene la scoperta della distorsione del fronte dell'impulso sia anteriore a quella del laser super ultracorto, è stata ampiamente preoccupata insieme allo sviluppo del laser super ultracorto. Per molto tempo, non è stato favorevole alla realizzazione dell’obiettivo principale del laser super ultracorto – un’intensità della luce di focalizzazione ultraelevata, e i ricercatori hanno lavorato per sopprimere o eliminare varie distorsioni del fronte degli impulsi. Oggi, quando la “distorsione del fronte dell’impulso” si è sviluppata nel “controllo del fronte dell’impulso”, si è ottenuta la regolazione della velocità di trasmissione del laser super ultracorto, fornendo nuovi mezzi e nuove opportunità per l’applicazione del laser super ultracorto in fisica dei laser ad alto campo.
Orario di pubblicazione: 13 maggio 2024