Eenzegaartegultraschnell Laserzwee Deel
Dispersioun a Pulsverbreedung: Grupp Verspéidung Dispersioun
Ee vun de schwieregsten techneschen Erausfuerderunge bei der Benotzung vun ultraschnell Laser ass d'Erhalen vun der Dauer vun den ultra-kuerz Impulsen, déi am Ufank vumLaser. Ultraschnell Impulser si ganz ufälleg fir Zäitverzerrung, wat d'Puls méi laang mécht. Dësen Effekt gëtt verschlechtert wéi d'Dauer vum initialen Puls verkierzt. Wärend ultraschnell Laser Impulser mat enger Dauer vu 50 Sekonnen ausstrahlen kënnen, kënne se an der Zäit verstäerkt ginn andeems Dir Spigelen a Lënsen benotzt fir de Puls op d'Zilplaz ze vermëttelen, oder souguer just de Puls duerch d'Loft ze vermëttelen.
Dës Zäit Verzerrung gëtt quantifizéiert mat enger Moossnam genannt Group Delayed Dispersion (GDD), och bekannt als Second-order Dispersion. Tatsächlech ginn et och méi héije Dispersiounsbegrëffer, déi d'Zäitverdeelung vun Ultrafart-Laser-Impulsen beaflosse kënnen, awer an der Praxis ass et normalerweis genuch fir den Effekt vun der GDD z'ënnersichen. GDD ass e Frequenz-ofhängege Wäert dee linear proportional zu der Dicke vun engem bestëmmte Material ass. Iwwerdroungsoptik wéi Lens, Fënster an Objektivkomponenten hunn typesch positiv GDD Wäerter, wat beweist datt eemol kompriméiert Impulser der Iwwerdroungsoptik eng méi laang Pulsdauer ginn wéi déi emittéiert duerchLaser Systemer. Komponente mat méi nidderegen Frequenzen (dh méi laang Wellelängten) propagéieren méi séier wéi Komponente mat méi héijer Frequenzen (dh méi kuerz Wellelängten). Wéi de Puls duerch ëmmer méi Matière passéiert, wäert d'Wellelängt am Puls weider a méi an der Zäit verlängeren. Fir méi kuerz Pulsdauer, an dofir méi breet Bandbreedungen, gëtt dësen Effekt weider iwwerdriwwen a kann zu bedeitende Pulszäitverzerrung féieren.
Ultraschnell Laser Uwendungen
Spektroskopie
Zënter dem Advent vun ultraschnell Laserquellen ass Spektroskopie ee vun hiren Haaptapplikatiounsberäicher. Duerch d'Reduktioun vun der Pulsdauer op Femtosekonnen oder souguer Attosekonne kënnen elo dynamesch Prozesser an der Physik, Chimie a Biologie erreecht ginn, déi historesch onméiglech waren ze observéieren. Ee vun de Schlësselprozesser ass Atombewegung, an d'Observatioun vun der Atombewegung huet de wëssenschaftleche Verständnis vu fundamentale Prozesser wéi molekulare Schwéngung, molekulare Dissoziatioun an Energietransfer a fotosyntheteschen Proteinen verbessert.
bioimaging
Peak-Power ultraschnell Laser ënnerstëtzen net-linear Prozesser a verbesseren d'Resolutioun fir biologesch Imaging, sou wéi Multi-Photonmikroskopie. An engem Multi-Photon System, fir en net-linear Signal aus engem biologesche Medium oder fluoreszent Zil ze generéieren, mussen zwee Photonen am Raum an Zäit iwwerlappen. Dësen net-lineare Mechanismus verbessert d'Bildopléisung andeems d'Hannergrondfluoreszenz Signaler wesentlech reduzéieren, déi Studien vun Single-Photon Prozesser plagen. De vereinfachte Signalhannergrond gëtt illustréiert. Déi méi kleng Excitatiounsregioun vum Multiphotonmikroskop verhënnert och Phototoxizitéit a miniméiert Schued un der Probe.
Figur 1: E Beispill Diagramm vun engem Strahlwee an engem Multi-photon Mikroskop Experiment
Laser Material Veraarbechtung
Ultraschnell Laserquellen hunn och d'Laser-Mikromachining a d'Materialveraarbechtung revolutionéiert wéinst der eenzegaarteger Art a Weis wéi ultrashort Impulser mat Materialien interagéieren. Wéi virdru scho gesot, wann Dir iwwer LDT diskutéiert, ass déi ultraschnell Pulsdauer méi séier wéi d'Zäitskala vun der Hëtztdiffusioun an d'Gitter vum Material. Ultrafast Laser produzéiere vill méi kleng Hëtzt-betraff Zone wéiNanosekonnen gepulste Laser, wat zu méi nidderegen Inzisionsverloschter a méi präzis Bearbechtung resultéiert. Dëse Prinzip ass och applicabel fir medizinesch Uwendungen, wou d'erhéite Präzisioun vum Ultrafart-Laser-Ausschneiden hëlleft Schued un Ëmgéigend Tissue ze reduzéieren an d'Patientenerfahrung während der Laserchirurgie verbessert.
Attosecond Impulser: d'Zukunft vun ultraschnell Laser
Wéi d'Fuerschung weider ultraschnell Laser fortgeet, ginn nei a verbessert Liichtquellen mat méi kuerzer Pulsdauer entwéckelt. Fir Abléck a méi séier kierperlech Prozesser ze kréien, fokusséiere vill Fuerscher op d'Generatioun vun Attosekonnimpulsen - ongeféier 10-18 s an der extremer ultraviolet (XUV) Wellelängtberäich. Attosecond Impulser erlaben d'Verfollegung vun der Elektronebewegung a verbesseren eist Verständnis vun der elektronescher Struktur an der Quantemechanik. Wärend d'Integratioun vun XUV Attosecond Laser an industrielle Prozesser nach bedeitend Fortschrëtter gemaach huet, lafend Fuerschung a Fortschrëtter am Feld wäert dës Technologie bal sécher aus dem Labo an an d'Fabrikatioun drécken, sou wéi de Fall mat Femtosecond a Picosecond war.Laser Quellen.
Post Zäit: Jun-25-2024