초강력 초단 레이저의 펄스 속도 변경

펄스 속도를 변경합니다.초강력 초단거리 레이저

초초단 레이저는 일반적으로 펄스 폭이 수십~수백 펨토초, 최대 전력이 테라와트 및 페타와트에 달하는 레이저 펄스를 말하며 집속된 광 강도는 1018W/cm2를 초과합니다. 초초단 레이저와 이를 통해 생성된 초방사선원 및 고에너지 입자원은 고에너지 물리학, 입자물리학, 플라즈마 물리학, 핵물리학, 천체물리학 등 다양한 기초 연구 방향과 과학 성과물에서 폭넓은 응용 가치를 갖고 있습니다. 연구 결과는 관련 첨단 산업, 의료 보건, 환경 에너지 및 국방 안보에 도움이 될 수 있습니다. 1985년 처프 펄스 증폭 기술 발명 이후 세계 최초 비트와트 등장원자 램프1996년에, 그리고 2017년에 세계 최초의 10비트 와트 레이저를 완성하면서, 과거 초초단 레이저의 초점은 주로 "가장 강한 빛"을 달성하는 것이었습니다. 최근 연구에 따르면 슈퍼 레이저 펄스를 유지하는 조건에서 초초단 레이저의 펄스 전송 속도를 제어할 수 있다면 일부 물리적 응용에서는 절반의 노력으로 두 배의 결과를 가져올 수 있을 것으로 예상됩니다. 초초단거리의 규모를 줄이기 위해레이저 장치, 그러나 고자기장 레이저 물리학 실험에서는 그 효과를 향상시킵니다.

초강력 초단 레이저의 펄스 앞부분 왜곡
제한된 에너지 하에서 피크 전력을 얻기 위해 이득 대역폭을 확대하여 펄스 폭을 20~30펨토초로 줄입니다. 현재 10비크와트 초단거리 레이저의 펄스 에너지는 약 300줄이며, 압축기 격자의 낮은 손상 임계값으로 인해 빔 조리개가 일반적으로 300mm보다 커집니다. 20~30 펨토초 펄스 폭과 300mm 조리개를 가진 펄스 빔은 시공간 결합 왜곡, 특히 펄스 전면의 왜곡을 전달하기 쉽습니다. 그림 1(a)는 빔 역할 분산으로 인한 펄스 전면과 위상 전면의 시공간 분리를 보여주며, 전자는 후자에 비해 "시공간 기울기"를 나타냅니다. 다른 하나는 렌즈 시스템으로 인해 발생하는 보다 복잡한 "시공간 곡률"입니다. 무화과. 그림 1(b)는 이상적인 펄스 전면, 경사 펄스 전면 및 구부러진 펄스 전면이 대상 광 필드의 시공간 왜곡에 미치는 영향을 보여줍니다. 결과적으로 집속된 빛의 세기가 크게 감소하여 초초단 레이저의 강력한 필드 적용에 도움이 되지 않습니다.

무화과. 1 (a) 프리즘과 격자로 인한 펄스 전면의 기울기, (b) 타겟의 시공간 광장에 대한 펄스 전면의 왜곡 효과

초강력 펄스 속도 제어극초단 레이저
현재, 평면파의 원뿔형 중첩에 의해 생성된 베셀 빔은 고자장 레이저 물리학에서 응용 가치를 보여주고 있습니다. 원추형으로 중첩된 펄스 빔이 축대칭 펄스 전면 분포를 갖는 경우 그림 2에 표시된 것처럼 생성된 X선 파동 패킷의 기하학적 중심 강도는 일정한 초광속, 일정한 준광속, 가속된 초광속 및 감속된 준광속일 수 있습니다. 변형 거울과 위상형 공간 광 변조기의 조합이라도 펄스 전면의 임의의 시공간 형태를 생성할 수 있으며 임의의 제어 가능한 전송 속도를 생성할 수 있습니다. 위의 물리적 효과와 그 변조 기술은 펄스 전면의 "왜곡"을 펄스 전면의 "제어"로 변환하여 초강력 초단 레이저의 전송 속도를 변조하는 목적을 실현할 수 있습니다.

무화과. 2 중첩에 의해 생성된 (a) 빛보다 빠른 상수, (b) 일정한 아광, (c) 빛보다 빠르게 가속된, (d) 감속된 아광 광 펄스는 중첩 영역의 기하학적 중심에 위치합니다.

펄스 전면 왜곡의 발견은 초초단 레이저보다 빠르지만, 초초단 레이저의 개발과 함께 널리 관심을 받아왔다. 오랫동안 이는 초초단 레이저의 핵심 목표인 초고집광 광도 실현에 도움이 되지 않았으며, 연구자들은 다양한 펄스 전면 왜곡을 억제하거나 제거하기 위해 노력해 왔습니다. 오늘날 "펄스 프론트 왜곡"이 "펄스 프론트 제어"로 발전하여 초초단 레이저의 전송 속도 조절을 달성하여 초초단 레이저 응용에 새로운 수단과 새로운 기회를 제공했습니다. 고자기장 레이저 물리학.


게시 시간: 2024년 5월 13일