Измените скорость импульса сверхсильного ультракороткого лазера

Измените скорость пульсасверхсильный ультракороткий лазер

Под суперультракороткими лазерами обычно понимают лазерные импульсы с длительностью в десятки и сотни фемтосекунд, пиковой мощностью тераватт и петаватт, а интенсивность сфокусированного света превышает 1018 Вт/см2. Сверхультракороткий лазер и генерируемый им источник сверхизлучения и источник частиц высокой энергии имеют широкий спектр применения во многих основных направлениях исследований, таких как физика высоких энергий, физика элементарных частиц, физика плазмы, ядерная физика и астрофизика, а также результаты научных исследований. Результаты исследований могут затем послужить соответствующим высокотехнологичным отраслям, здравоохранению, экологической энергетике и национальной оборонной безопасности. С момента изобретения технологии усиления чирпированных импульсов в 1985 году появился первый в мире бит-ватт.лазерв 1996 году и завершение создания первого в мире 10-ваттного лазера в 2017 году, в прошлом суперультракороткий лазер в основном фокусировался на достижении «наиболее интенсивного света». Исследования последних лет показали, что при условии поддержания суперлазерных импульсов, если можно контролировать скорость передачи импульсов суперультракороткого лазера, это может дать удвоенный результат с половиной усилий в некоторых физических приложениях, что и ожидается. чтобы уменьшить масштаб супер ультракороткихлазерные устройства, но улучшить его эффект в экспериментах по физике лазеров в сильном поле.

Искажение фронта импульса сверхсильного ультракороткого лазера
Чтобы получить пиковую мощность при ограниченной энергии, длительность импульса уменьшается до 20–30 фемтосекунд за счет увеличения полосы усиления. Энергия импульса современного ультракороткого лазера мощностью 10 бикватт составляет около 300 джоулей, а низкий порог повреждения решетки компрессора делает апертуру луча обычно более 300 мм. Импульсный луч с шириной импульса 20–30 фемтосекунд и апертурой 300 мм легко переносит искажения пространственно-временной связи, особенно искажения фронта импульса. На рис. 1(а) показано пространственно-временное разделение фронта импульса и фазового фронта, вызванное дисперсией ролей пучка, причем первый показывает «пространственно-временной наклон» относительно второго. Другой — более сложная «искривление пространства-времени», вызванная системой линз. ИНЖИР. 1(б) показано влияние идеального фронта импульса, наклонного фронта импульса и изогнутого фронта импульса на пространственно-временное искажение светового поля на мишени. В результате интенсивность сфокусированного света значительно снижается, что не способствует применению сверхультракороткого лазера в сильном поле.

ИНЖИР. 1 (а) наклон фронта импульса, вызванный призмой и решеткой, и (б) влияние искажения фронта импульса на пространственно-временное световое поле на мишени

Импульсный контроль скорости сверхсильногоультракороткий лазер
В настоящее время бесселевые пучки, получаемые путем конической суперпозиции плоских волн, показали свою прикладную ценность в лазерной физике сильного поля. Если конически наложенный импульсный луч имеет осесимметричное распределение фронта импульса, то геометрическая центральная интенсивность генерируемого рентгеновского волнового пакета, как показано на рисунке 2, может быть постоянной сверхсветовой, постоянной досветовой, ускоренной сверхсветовой и замедленной досветовой. Даже комбинация деформируемого зеркала и пространственного модулятора света фазового типа может создавать произвольную пространственно-временную форму фронта импульса, а затем производить произвольную контролируемую скорость передачи. Вышеупомянутый физический эффект и технология его модуляции могут преобразовать «искажение» фронта импульса в «управление» фронтом импульса, а затем реализовать цель модуляции скорости передачи сверхсильного ультракороткого лазера.

ИНЖИР. 2 Постоянный сверхсветовой (а), постоянный субсветовой (б), ускоренный сверхсветовой (в) и замедленный сверхсветовой световые импульсы (г), генерируемые суперпозицией, расположены в геометрическом центре области суперпозиции.

Хотя открытие искажения фронта импульса произошло раньше, чем открытие сверхультракороткого лазера, оно вызвало широкую обеспокоенность наряду с разработкой сверхультракороткого лазера. В течение долгого времени это не способствовало реализации основной цели сверхультракороткого лазера – сверхвысокой интенсивности фокусирующего света, и исследователи работали над подавлением или устранением различных искажений фронта импульса. Сегодня, когда «искажение фронта импульса» превратилось в «управление фронтом импульса», удалось регулировать скорость передачи сверхультракороткого лазера, предоставив новые средства и новые возможности для применения суперультракороткого лазера в лазерная физика сильного поля.