Talagsaon nga ultrafast laser nga bahin duha

Talagsaonkusog kaayo nga laserikaduhang bahin

Pagkatag ug pagkaylap sa pulso: Pagkatag sa paglangan sa grupo
Usa sa pinakalisod nga teknikal nga hagit nga masugatan sa paggamit sa ultrafast lasers mao ang pagmintinar sa gidugayon sa ultra-short pulses nga unang gipagawas salaserAng mga ultrafast pulses dali ra kaayong maapektuhan sa time distortion, nga makapahimo sa mga pulses nga mas dugay. Kini nga epekto mograbe samtang ang gidugayon sa inisyal nga pulse momubo. Samtang ang mga ultrafast laser makapagawas og mga pulse nga molungtad og 50 segundos, kini mahimong mapadako sa paglabay sa panahon pinaagi sa paggamit og mga salamin ug lente aron ipadala ang pulse ngadto sa target nga lokasyon, o bisan ang pagpadala lang sa pulse pinaagi sa hangin.

Kini nga time distortion gi-quantify gamit ang usa ka sukod nga gitawag og group delayed dispersion (GDD), nailhan usab nga second-order dispersion. Sa tinuod lang, adunay usab mga higher-order dispersion terms nga mahimong makaapekto sa time distribution sa ultrafart-laser pulses, apan sa praktis, kasagaran igo na ang pagsusi sa epekto sa GDD. Ang GDD usa ka frequency-dependent value nga linearly proportional sa gibag-on sa usa ka gihatag nga materyal. Ang mga transmission optics sama sa lens, window, ug objective components kasagaran adunay positibo nga mga GDD values, nga nagpakita nga kung na-compress na ang mga pulse makahatag sa transmission optics og mas taas nga pulse duration kaysa sa mga gipagawas samga sistema sa laserAng mga component nga adunay mas ubos nga frequency (ie, mas taas nga wavelength) mas paspas nga mokaylap kay sa mga component nga adunay mas taas nga frequency (ie, mas mubo nga wavelength). Samtang ang pulso moagi sa mas daghang materya, ang wavelength sa pulso magpadayon sa pag-extend sa dugang ug dugang sa paglabay sa panahon. Alang sa mas mubo nga pulse duration, ug busa mas lapad nga bandwidth, kini nga epekto mas gipasobrahan ug mahimong moresulta sa dakong pulse time distortion.

Mga aplikasyon sa ultrafast laser
ispektroskopiya
Sukad sa pag-abot sa ultrafast laser sources, ang spectroscopy usa sa ilang pangunang aplikasyon. Pinaagi sa pagpakunhod sa pulse duration ngadto sa femtoseconds o bisan attoseconds, ang mga dinamikong proseso sa pisika, kemistriya, ug biyolohiya nga kaniadto imposible nga maobserbahan, makab-ot na karon. Usa sa mga importanteng proseso mao ang atomic motion, ug ang obserbasyon sa atomic motion nakapauswag sa siyentipikong pagsabot sa mga pundamental nga proseso sama sa molecular vibration, molecular dissociation, ug energy transfer sa photosynthetic proteins.

bioimaging
Ang mga peak-power ultrafast laser mosuporta sa mga nonlinear nga proseso ug mopaayo sa resolusyon para sa biological imaging, sama sa multi-photon microscopy. Sa usa ka multi-photon system, aron makamugna og nonlinear signal gikan sa biological medium o fluorescent target, duha ka photon ang kinahanglan nga mag-overlap sa espasyo ug oras. Kini nga nonlinear nga mekanismo mopaayo sa resolusyon sa imaging pinaagi sa pagkunhod sa mga background fluorescence signal nga nagsamok sa mga pagtuon sa mga single-photon nga proseso. Gipakita ang gipasimple nga signal background. Ang mas gamay nga excitation region sa multiphoton microscope nagpugong usab sa phototoxicity ug nagpamenos sa kadaot sa sample.

Hulagway 1: Usa ka ehemplo sa diagram sa usa ka beam path sa usa ka eksperimento sa multi-photon microscope

Pagproseso sa materyal nga laser
Ang mga ultrafast laser sources nakapausab usab sa laser micromachining ug material processing tungod sa talagsaon nga paagi nga ang ultrashort pulses makig-interact sa mga materyales. Sama sa nahisgotan na, kung hisgutan ang LDT, ang ultrafast pulse duration mas paspas kaysa sa time scale sa heat diffusion ngadto sa lattice sa materyal. Ang ultrafast lasers nagpatungha og mas gamay nga heat-affected zone kaysamga nanosecond pulsed laser, nga moresulta sa mas ubos nga pagkawala sa incision ug mas tukma nga machining. Kini nga prinsipyo magamit usab sa mga aplikasyon sa medisina, diin ang dugang nga katukma sa ultrafart-laser cutting makatabang sa pagpakunhod sa kadaot sa palibot nga tisyu ug pagpauswag sa kasinatian sa pasyente atol sa operasyon sa laser.

Attosecond pulses: ang kaugmaon sa ultrafast lasers
Samtang nagpadayon ang panukiduki sa pagpalambo sa mga ultrafast laser, ang mga bag-o ug gipauswag nga mga tinubdan sa kahayag nga adunay mas mubo nga gidugayon sa pulso gipalambo. Aron makakuha og panabut sa mas paspas nga pisikal nga mga proseso, daghang mga tigdukiduki ang nagpunting sa pagmugna og mga attosecond pulse - mga 10-18 s sa extreme ultraviolet (XUV) wavelength range. Ang mga attosecond pulse nagtugot sa pagsubay sa paglihok sa elektron ug pagpauswag sa atong pagsabot sa electronic structure ug quantum mechanics. Samtang ang paghiusa sa mga XUV attosecond laser ngadto sa mga proseso sa industriya wala pa makahimo og dakong pag-uswag, ang nagpadayon nga panukiduki ug mga pag-uswag sa natad hapit siguradong magduso niini nga teknolohiya gikan sa laboratoryo ngadto sa paggama, sama sa nahitabo sa femtosecond ug picosecond.mga tinubdan sa laser.