Ponavljajočgigahercevimpulzi s posameznimi barvami in oblikami odpirajo nov potencial pri ultra hitrem slikanju in laserski obdelavi.
Skupina raziskovalcev z univerze v Tokiu in univerze Saitama na Japonskem je razvila inovativno optično tehniko, imenovano "spectrum shuttle". Tehnika lahko hkrati generira GHz izbruhe impulzov in oblikuje njihove prostorske profile.
Generiranje in oblikovanje zelo ponavljajočih se impulzov veliko obeta za različne aplikacije, vključno s hitro fotografijo, lasersko obdelavo in ustvarjanjem akustičnih valov. Gigaherčni (GHz) impulzi z intervali ~0,01 ~ ~10 nanosekund so še posebej dragoceni pri vizualizaciji ultrahitrih pojavov in izboljšanju učinkovitosti laserske obdelave.
Medtem ko so v industriji trenutno na voljo metode za ustvarjanje impulznih impulzov v GHz, ostajajo izzivi, kot so neučinkovita proizvodnja energije impulzov, slaba nastavljivost intervalov impulzov in zapletenost obstoječih sistemov. Poleg tega je oblikovanje prostorskega profila vsakega impulza izbruha GHz omejeno zaradi nezadostnega odziva modulatorjev prostorske svetlobe.
Za reševanje teh izzivov je zgoraj omenjena raziskovalna skupina razvila novo shemo.
Pristop je sestavljen iz vodoravnega razprševanja ultrakratkih impulzov skozi uklonsko rešetko z uporabo vzporednih zrcal za prostorsko ločevanje impulzov na različne valovne dolžine. Te navpično poravnane impulze je mogoče individualno prostorsko modulirati z uporabo modulatorja prostorske svetlobe. Nastali modulirani impulzi z različnimi časovnimi zakasnitvami v GHz območju proizvajajo spektralno ločene GHz izbruhe impulzov, od katerih ima vsak edinstveno obliko v svojem prostorskem profilu.
Poroča se, da metoda uspešno ustvarja impulze GHz z diskretnimi variacijami valovne dolžine in časovnega intervala. Prikazuje oblikovanje prostorskih profilov, vključno s premiki položaja in delitvijo vrhov. Uporaba metode za ultrahitro spektralno slikanje dokazuje njeno sposobnost hkratnega zajemanja dinamike pasov različnih valovnih dolžin.
Metoda omogoča ultrahitro slikanje v časovnih skalah od subnanosekunde do nanosekunde, kar omogoča analizo hitrih pojavov, ki se ne ponavljajo. Njegove potencialne aplikacije vključujejo odkrivanje neznanih ultrahitrih pojavov in spremljanje hitrih fizičnih procesov v industrijskih okoljih. Zmožnost individualnega oblikovanja impulzov GHz je prav tako precej obetavna pri natančni laserski obdelavi in laserski terapiji.
Predvsem je inovativni pristop ekipe prinesel kompaktno zasnovo in izboljšano prenosljivost, zaradi česar je primeren za uporabo v znanstvenoraziskovalnih ustanovah in različnih industrijskih tehnologijah.
Keitaro Shimada, dr. kandidat na Oddelku za bioinženiring naUniverza v Tokiu, je dejal: "Naša edinstvena optična struktura omogoča manipulacijo ultrakratkih impulzov s tridimenzionalno optično potjo, kar ima za posledico prostorsko manipulacijo izbruhov GHz brez primere."
Dodal je: "Spectrum shuttling zagotavlja širok razpon impulzov izbruha GHz z intervali od 10 pikosekund do 10 nanosekund. Verjamem, da bodo aplikacije, ki temeljijo na naši tehnologiji za različne tarče, vključno s plazmo, kovinami in celicami, pospešile znanstvena odkritja in tehnološke inovacije v industriji in medicini."
Ta inovativna tehnologija odpira pot napredovanju ultrahitrega slikanja s posledicami za znanstvene raziskave in industrijske aplikacije. Njegova zmožnost hkratnega generiranja in oblikovanja izbruhov impulzov GHz predstavlja vsestransko orodje za preučevanje hitrih pojavov in izboljšanje procesov, ki temeljijo na laserju.
