ልዩ የአልትራፋስት ሌዘር ክፍል ሁለት

ልዩአልትራፋስት ሌዘርክፍል ሁለት

ስርጭት እና የልብ ምት መስፋፋት: የቡድን መዘግየት መበታተን
ultrafast lasers ሲጠቀሙ ከሚያጋጥሟቸው በጣም አስቸጋሪ የቴክኒክ ተግዳሮቶች አንዱ መጀመሪያ ላይ የሚለቀቁትን እጅግ በጣም አጭር የልብ ምት የሚቆይበትን ጊዜ መጠበቅ ነው።ሌዘር. Ultrafast pulses ለጊዜ መዛባት በጣም የተጋለጡ ናቸው, ይህም የልብ ምትን ረዘም ላለ ጊዜ ያደርገዋል. የመጀመርያው የልብ ምት የሚቆይበት ጊዜ እየቀነሰ ሲሄድ ይህ ተጽእኖ እየባሰ ይሄዳል. አልትራፋስት ሌዘር በ 50 ሰከንድ የሚቆይ የጥራጥሬን ልቀት ሊያወጣ ቢችልም መስተዋት እና ሌንሶች በመጠቀም የልብ ምትን ወደ ዒላማው ቦታ ለማስተላለፍ አልፎ ተርፎም የልብ ምትን በአየር ውስጥ ማስተላለፍ ይችላሉ።

ይህ የጊዜ መዛባት በቡድን የተዘገየ ስርጭት (ጂዲዲ) ተብሎ የሚጠራውን መለኪያ በመጠቀም ይለካል፣ እንዲሁም ሁለተኛ ደረጃ ስርጭት በመባልም ይታወቃል። እንደ እውነቱ ከሆነ የ ultrafart-laser pulsesን የጊዜ ስርጭት ላይ ተጽእኖ ሊያሳድሩ የሚችሉ ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው የስርጭት ቃላቶችም አሉ, ነገር ግን በተግባር ግን የጂዲዲ ተጽእኖን መመርመር ብቻ በቂ ነው. ጂዲዲ በድግግሞሽ ላይ የተመሰረተ እሴት ሲሆን ይህም ከተሰጠው ቁስ ውፍረት ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው። እንደ ሌንስ፣ መስኮት እና ተጨባጭ አካላት ያሉ የማስተላለፊያ ኦፕቲክስ በተለምዶ አወንታዊ የጂዲዲ እሴቶች አሏቸው፣ ይህ የሚያሳየው አንድ ጊዜ ከተጨመቁ የልብ ምት (pulses) ስርጭቱ ኦፕቲክስ ከሚለቀቁት የበለጠ ረዘም ያለ የልብ ምት ጊዜ እንደሚሰጥ ያሳያል።የሌዘር ስርዓቶች. ዝቅተኛ ድግግሞሾች (ማለትም፣ ረጅም የሞገድ ርዝመቶች) ያላቸው ክፍሎች ከፍ ያለ ድግግሞሽ ካላቸው አካላት (ማለትም፣ አጭር የሞገድ ርዝመቶች) በፍጥነት ይሰራጫሉ። የልብ ምት (pulse) ብዙ እና ብዙ ጉዳዮችን ሲያልፍ, በ pulse ውስጥ ያለው የሞገድ ርዝመት ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ይሄዳል. ለአጭር ጊዜ የ pulse ቆይታዎች እና ስለዚህ ሰፊ የመተላለፊያ ይዘት ፣ ይህ ተፅእኖ የበለጠ የተጋነነ እና ከፍተኛ የልብ ምት ጊዜ መዛባትን ያስከትላል።

Ultrafast የሌዘር መተግበሪያዎች
ስፔክትሮስኮፒ
የ ultrafast ሌዘር ምንጮች ከመጡበት ጊዜ ጀምሮ, ስፔክትሮስኮፒ ከዋና ዋና የመተግበሪያቸው ቦታዎች አንዱ ነው. የልብ ምት ቆይታን ወደ ፌምቶ ሰከንድ አልፎ ተርፎም በሰከንዶች በመቀነስ በፊዚክስ፣ ኬሚስትሪ እና ባዮሎጂ ውስጥ በታሪክ ለማየት የማይቻሉ ተለዋዋጭ ሂደቶች አሁን ሊሳኩ ይችላሉ። ከዋና ዋና ሂደቶች ውስጥ አንዱ የአቶሚክ እንቅስቃሴ ሲሆን የአቶሚክ እንቅስቃሴን መከታተል እንደ ሞለኪውላር ንዝረት፣ ሞለኪውላር መከፋፈል እና በፎቶሲንተቲክ ፕሮቲኖች ውስጥ የኃይል ሽግግርን የመሳሰሉ መሰረታዊ ሂደቶችን ሳይንሳዊ ግንዛቤን አሻሽሏል።

ባዮሜጂንግ
Peak-power ultrafast lasers መደበኛ ያልሆኑ ሂደቶችን ይደግፋሉ እና እንደ ባለብዙ-ፎቶን ማይክሮስኮፒ ላሉ ባዮሎጂካል ምስል ጥራትን ያሻሽላሉ። በባለብዙ ፎቶን ሲስተም፣ ከባዮሎጂካል መካከለኛ ወይም ፍሎረሰንት ኢላማ ቀጥተኛ ያልሆነ ምልክት ለማመንጨት፣ ሁለት ፎቶኖች በቦታ እና በጊዜ መደራረብ አለባቸው። ይህ መስመር-አልባ ዘዴ የአንድ-ፎቶ ሂደቶችን ጥናቶች የሚያበላሹ የጀርባ ፍሎረሰንት ምልክቶችን በከፍተኛ ሁኔታ በመቀነስ የምስል ጥራትን ያሻሽላል። የቀለለ የሲግናል ዳራ ተብራርቷል። የባለብዙ ፎቶን ማይክሮስኮፕ አነስ ያለ የመነቃቃት ክልል እንዲሁ የፎቶቶክሲክነትን ይከላከላል እና በናሙናው ላይ ያለውን ጉዳት ይቀንሳል።

ምስል 1፡ ባለ ብዙ የፎቶ ማይክሮስኮፕ ሙከራ ውስጥ የጨረር መንገድ ምሳሌ ንድፍ

የሌዘር ቁሳቁስ ማቀነባበሪያ
አልትራፋስት የሌዘር ምንጮች እንዲሁ የአልትራፋስት ጥራዞች ከቁሳቁሶች ጋር በሚገናኙበት ልዩ መንገድ የሌዘር ማይክሮማሽን እና የቁሳቁስ ሂደትን አብዮት አድርገዋል። ቀደም ሲል እንደተጠቀሰው, ስለ ኤልዲቲ ሲወያዩ, የ ultrafast pulse ቆይታ ወደ ቁሳቁስ ጥልፍልፍ ውስጥ ካለው የሙቀት ስርጭት የጊዜ መለኪያ የበለጠ ፈጣን ነው. አልትራፋስት ሌዘር ከሙቀት-የተጎዳ ዞን በጣም ያነሰ ያመርታል።nanosecond pulsed lasersዝቅተኛ የመቁረጥ ኪሳራ እና የበለጠ ትክክለኛ ማሽነሪዎችን ያስከትላል። ይህ መርህ ለህክምና አፕሊኬሽኖችም ተፈጻሚነት ይኖረዋል፣ የአልትራፋርት ሌዘር መቆረጥ ትክክለኛነት መጨመር በአካባቢው ሕብረ ሕዋሳት ላይ የሚደርሰውን ጉዳት ለመቀነስ እና በሌዘር ቀዶ ጥገና ወቅት የታካሚውን ልምድ ለማሻሻል ይረዳል።

Attosecond pulses: የ ultrafast lasers የወደፊት
ምርምር አልትራፋስት ሌዘርን ማራመድ ሲቀጥል፣ አጭር የልብ ምት ቆይታ ያላቸው አዲስ እና የተሻሻሉ የብርሃን ምንጮች እየተዘጋጁ ናቸው። ፈጣን የአካላዊ ሂደቶችን ለመረዳት ብዙ ተመራማሪዎች ትኩረታቸውን በ attosecond pulses - ከ10-18 ሰከንድ በከፍተኛ አልትራቫዮሌት (XUV) የሞገድ ርዝመት ውስጥ። Attosecond pulses የኤሌክትሮን እንቅስቃሴን ለመከታተል እና ስለ ኤሌክትሮኒክ መዋቅር እና የኳንተም መካኒኮች ያለንን ግንዛቤ ያሻሽላል። የXUV attosecond lasers ወደ ኢንዱስትሪያዊ ሂደቶች መቀላቀሉ ገና ጉልህ መሻሻል ባይኖረውም፣ በመስኩ ላይ የሚደረጉ ምርምሮች እና እድገቶች በእርግጠኝነት ይህንን ቴክኖሎጂ ከላብራቶሪ አውጥተው ወደ ማኑፋክቸሪንግ ይገፋፋሉ፣ ልክ እንደ femtosecond እና picosecond ሁኔታ።የሌዘር ምንጮች.