Ultra paspas nga laser para sa attosecond science

Ultra paspas nga laserpara sa attosecond science
Sa pagkakaron, ang mga attosecond pulse kasagarang makuha pinaagi sa high-order harmonic generation (HHG) nga gimaneho sa kusog nga mga field. Ang esensya sa ilang generation masabtan isip mga electron nga gi-ionize, gipadali, ug gi-recombine sa usa ka kusog nga laser electric field aron mopagawas og enerhiya, sa ingon nagpagawas og attosecond XUV pulses.
Busa, ang attosecond output sensitibo kaayo sa gilapdon sa pulso, enerhiya, wavelength, ug rate sa pagbalik-balik salaser nga nagmaneho(Ultra fast laser): ang mas mubo nga pulse width mapuslanon alang sa pag-isolate sa attosecond pulses, ang mas taas nga enerhiya nagpauswag sa ionization ug efficiency, ang mas taas nga wavelength nagpataas sa cutoff energy apan nagpakunhod pag-ayo sa conversion efficiency, ug ang mas taas nga repetition rate nagpauswag sa signal-to-noise ratio apan limitado sa single pulse energy. Ang lain-laing mga aplikasyon (sama sa electron microscopy, X-ray absorption spectroscopy, coincidence counting, ug uban pa) adunay lain-laing mga gibug-aton sa attosecond pulse index, nga nagpasiugda sa differentiated ug komprehensibo nga mga kinahanglanon alang sa pagpadagan sa mga laser. Ang pagpauswag sa performance sa mga driving laser importante alang sa paggamit sa attosecond science.

Upat ka kinauyokan nga mga ruta sa teknolohiya aron mapauswag ang performance sa mga driving laser (Ultra fast laser)
1. Mas taas nga enerhiya: Gidisenyo aron mabuntog ang ubos nga conversion efficiency sa HHG ug makakuha og high-throughput attosecond pulses. Ang ebolusyon sa teknolohiya mibalhin gikan sa tradisyonal nga chirped pulse amplification (CPA) ngadto sa optical parametric amplification family, lakip ang optical parametric chirped pulse amplification (OPCPA), dual chirped OPA (DC-OPA), frequency domain OPA (FOPA), ug quasi phase matching OPCPA (QPCPA). Dugang nga gihiusa ang coherent beam synthesis (CBC) ug pulse splitting amplification (DPA) synthesis techniques aron mabuntog ang pisikal nga mga limitasyon sa single channel amplifiers, sama sa thermal effects ug nonlinear damage, ug makab-ot ang Joule level energy output.
2. Mas mubo nga gilapdon sa pulso: Gidisenyo aron makamugna og nahimulag nga mga attosecond pulse nga magamit sa pag-analisar sa electronic dynamics, nga nanginahanglan og pipila o bisan sub periodic driving pulses ug stable carrier envelope phase (CEP). Ang mga nag-unang teknolohiya naglakip sa paggamit sa mga nonlinear post compression techniques sama sa hollow core fiber (HCF), multi thin film (MPSC), ug multi-channel cavity (MPC) aron ma-compress ang gilapdon sa pulso ngadto sa hilabihan ka mubo nga gitas-on. Ang kalig-on sa CEP gisukod gamit ang f-2f interferometer ug nakab-ot pinaagi sa active feedback/feedforward (sama sa AOFS, AOPDF) o passive all-optical self stabilization mechanisms base sa frequency difference processes.
3. Mas taas nga wavelength: Gidisenyo aron iduso ang attosecond photon energy ngadto sa “water window” band para sa biomolecule imaging. Ang tulo ka dagkong teknolohikal nga agianan mao ang:
Optical parametric amplification (OPA) ug ang cascade niini: Kini ang mainstream nga solusyon sa 1-5 μ m wavelength range, gamit ang mga kristal sama sa BiBO ug MgO:LN; >Ang mga kristal sama sa ZGP ug LiGaS₂ gikinahanglan para sa 5 μ m wavelength band.
Ang Differential Frequency Generation (DFG) ug Intra Pulse Differential Frequency (IPDFG): makahatag sa mga tinubdan sa liso og passive CEP stability.
Ang teknolohiya sa direktang laser, sama sa Cr: ZnS/Se transition metal doped chalcogenide lasers, nailhan nga "mid infrared titanium sapphire" ug adunay mga bentaha sa compact nga istruktura ug taas nga efficiency.
4. Mas taas nga rate sa pagsubli: nagtumong sa pagpauswag sa signal-to-noise ratio ug efficiency sa pagkuha sa datos, ug pagsulbad sa mga limitasyon sa mga epekto sa space charge. Duha ka nag-unang agianan:
Teknolohiya sa resonance enhanced cavity: ang paggamit og high-precision resonant cavities aron mapalambo ang peak power sa megahertz level repetitive frequency pulses aron mapadali ang HHG, gigamit na sa mga natad sama sa XUV frequency combs, apan ang pagmugna og isolated attosecond pulses naghatag gihapon og mga hagit.
Taas nga rate sa pagsubli ugtaas nga gahum nga laserAng direct drive, lakip ang OPCPA, fiber CPA nga giubanan sa nonlinear post compression, ug thin film oscillator, nakab-ot ang isolated attosecond pulse generation sa repetition rate nga 100 kHz.