초강력 초단파 레이저의 펄스속도를 변경합니다.

펄스 속도를 변경하세요초강력 초단파 레이저

초초단 레이저는 일반적으로 수십 펨토초에서 수백 펨토초의 펄스 폭과 테라와트 및 페타와트의 최대 출력을 가지며, 집속 광 강도가 10^18 W/cm²를 초과하는 레이저 펄스를 의미합니다. 초초단 레이저와 그로부터 생성된 초고에너지 복사원 및 고에너지 입자원은 고에너지 물리학, 입자 물리학, 플라즈마 물리학, 핵물리학, 천체물리학 등 다양한 기초 연구 분야에서 광범위한 응용 가치를 가지고 있으며, 그 연구 결과는 관련 첨단 산업, 의료, 환경 에너지, 국방 안보 등에 활용될 수 있습니다. 1985년 처프 펄스 증폭 기술이 발명된 이후, 세계 최초의 비트와트 레이저가 등장했습니다.원자 램프1996년과 2017년 세계 최초의 10비트 와트 레이저가 완성된 이후, 과거 초극단 레이저의 초점은 주로 "가장 강렬한 빛"을 얻는 데 맞춰져 왔습니다. 최근 연구에 따르면, 초극단 레이저 펄스를 유지하는 조건에서 초극단 레이저의 펄스 전달 속도를 제어할 수 있다면 일부 물리적 응용 분야에서 절반의 노력으로 두 배의 결과를 얻을 수 있으며, 이는 초극단 레이저의 규모를 줄일 수 있을 것으로 예상됩니다.레이저 장치그러나 고자기장 레이저 물리학 실험에서는 효과가 향상되었습니다.

초강력 초단파 레이저의 펄스 전면 왜곡
제한된 에너지에서 최대 전력을 얻기 위해 이득 대역폭을 확대하여 펄스 폭을 20~30펨토초로 줄입니다.현재 10-비크-와트 초단파 레이저의 펄스 에너지는 약 300줄이고, 압축기 회절격자의 낮은 손상 임계값은 빔 개구부를 일반적으로 300mm보다 크게 만듭니다.20~30펨토초 펄스 폭과 300mm 개구부를 갖는 펄스 빔은 시공간 결합 왜곡, 특히 펄스 전면의 왜곡을 쉽게 감당할 수 있습니다.그림 1(a)는 빔 역할 분산으로 인해 발생하는 펄스 전면과 위상 전면의 시공간적 분리를 보여주며, 전자는 후자에 비해 "시공간적 기울기"를 보입니다.다른 하나는 렌즈 시스템에 의해 발생하는 더 복잡한 "시공간의 곡률"입니다.그림. 그림 1(b)는 이상적인 펄스 전면, 기울어진 펄스 전면, 그리고 굽은 펄스 전면이 대상의 광 필드 시공간 왜곡에 미치는 영향을 보여줍니다. 결과적으로, 집속된 광 강도가 크게 감소하여 초초단 레이저의 강필드 적용에 적합하지 않습니다.

그림 1 (a) 프리즘과 회절격자에 의해 발생하는 펄스 전면의 기울기, (b) 타겟의 공간-시간 광장에 대한 펄스 전면의 왜곡 효과

초강력 펄스 속도 제어초단파 레이저
현재, 평면파의 원뿔형 중첩으로 생성된 베셀 빔은 고자기장 레이저 물리학에서 응용 가치를 보여주고 있습니다. 원뿔형으로 중첩된 펄스 빔이 축대칭 펄스 전면 분포를 가지면, 그림 2와 같이 생성된 X선 파동 패킷의 기하학적 중심 세기는 일정한 초광속, 일정한 광속 미만, 가속된 초광속, 그리고 감속된 광속 미만이 될 수 있습니다. 변형 가능한 거울과 위상형 공간 광 변조기를 조합하여 펄스 전면의 임의의 시공간적 형상을 생성하고, 임의의 제어 가능한 전송 속도를 생성할 수 있습니다. 위의 물리적 효과와 그 변조 기술은 펄스 전면의 "왜곡"을 펄스 전면의 "제어"로 변환하여 초강력 초단파 레이저의 전송 속도 변조라는 목적을 실현할 수 있습니다.

그림 2 중첩에 의해 생성된 (a) 일정한 빛보다 빠른 광속, (b) 일정한 아광속, (c) 가속된 빛보다 빠른 광속, (d) 감속된 아광속 광속 펄스는 중첩 영역의 기하학적 중심에 위치합니다.

펄스 전면 왜곡은 초초단 레이저보다 일찍 발견되었지만, 초초단 레이저 개발과 함께 널리 논의되어 왔습니다. 오랫동안 펄스 전면 왜곡은 초초단 레이저의 핵심 목표인 초고집속 광 강도 실현에 도움이 되지 않았기 때문에 연구자들은 다양한 펄스 전면 왜곡을 억제하거나 제거하기 위해 노력해 왔습니다. 오늘날, "펄스 전면 왜곡"이 "펄스 전면 제어"로 발전하면서 초초단 레이저의 전송 속도 조절을 달성하여 고자기장 레이저 물리학에서 초초단 레이저의 응용을 위한 새로운 수단과 기회를 제공하고 있습니다.