Pred približno 10 leti so raziskovalci z Univerze Lund in Univerze Porto predstavili orodje za merjenje trajanja impulza ultrahitrih laserjev. Ista ekipa je zdaj dosegla preboj, ki omogoča merjenje posameznih laserskih impulzov v širšem razponu parametrov v bolj kompaktni postavitvi.
"Trenutne standardne meritve za femtosekundne laserje, ki se običajno uporabljajo v industriji in medicini, dajejo le oceno trajanja impulza. Naš pristop daje popolnejšo meritev in lahko prispeva k sprostitvi celotnega potenciala ultrahitre laserske tehnologije," pravi Daniel Díaz Rivas, doktorski študent atomske fizike na Univerzi v Lundu.
Koncept femtosekundnih impulzov je za večino od nas težko razumljiv. Kljub temu se uporabljajo za široko paleto vsakodnevnih aplikacij, od očesne kirurgije do mikro-strojne obdelave v industriji. Izjemno kratki laserski impulzi lahko raziskujejo celo najhitrejše procese v naravi, kot sta prenos energije pri fotosintezi in dinamika elektronov.
Čeprav se vse bolj uporabljajo, natančno merjenje oblike in trajanja pulzov ostaja težka naloga. Elektronski instrumenti so prepočasni, zato so se raziskovalci zatekli k optičnim metodam.
Trenutne metode so omejene
Vendar te vrste optičnih tehnik običajno zahtevajo več meritev v zaporedju skeniranja. Zaradi tega niso primerni za zajem posameznih impulzov v realnem času.
Pojavile so se eno{0}}različice za karakterizacijo zelo kratkih impulzov, ki se običajno uporabljajo v temeljni znanosti-, vendar imajo težave z daljšimi impulzi, ki se pogosteje uporabljajo v industrijskih in medicinskih aplikacijah. Omejitve so povezane s kompleksnostjo zadostnega raztezanja impulzov v kompaktni optični postavitvi.
Pojavi se elegantna rešitev
Raziskovalci na univerzi Lund so zdaj razvili kompakten in eleganten način za raztezanje ultrahitrih laserskih impulzov z uporabo preprostega optičnega principa. Raziskava je objavljena v revijiOptika.
S pošiljanjem impulznega laserskega žarka skozi uklonsko rešetko-komponento, ki prostorsko loči svetlobo na njene barve-in slikanjem rešetke s kombinacijo leč, lahko natančno nadzirajo trajanje impulza v laserskem žarku.
Ta pristop omogoča, da se femtosekundni impulzi podaljšajo več kot desetkrat v kompaktni optični postavitvi.
To omogoča popolno karakterizacijo v enem samem posnetku, brez potrebe po pred-kompenzacijskih optičnih elementih. Rezultat tega dela je vsestranska tehnika, ki lahko deluje pri trajanju impulza od nekaj femtosekund do stotin in tako pokriva znanstveno, industrijsko in medicinsko uporabo. Odpira vrata-nadzoru posameznih impulzov v realnem času, kar je bilo prej nedosegljivo za številne laserske platforme.
Pogled naprej
Poleg karakterizacije impulzov lahko ta optični princip uporabimo za oblikovanje prostorsko-časovnih lastnosti svetlobnih impulzov in raziskovanje različnih načinov za preučevanje interakcij svetlobe-snovi.
"Ker ultrahitri laserji še naprej spodbujajo inovacije v znanosti in tehnologiji, bodo takšna orodja ključna za premikanje meja natančnosti in razumevanja," zaključuje Cord Arnold, višji predavatelj atomske fizike na univerzi Lund.
