सुपर-मजबूत अल्ट्राशॉर्ट लेजर की पल्स गति बदलें

पल्स की गति बदलेंसुपर-मजबूत अल्ट्राशॉर्ट लेजर

सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर आम तौर पर दसियों और सैकड़ों फेमटोसेकंड की पल्स चौड़ाई, टेरावाट और पेटावाट की पीक पावर और उनकी केंद्रित प्रकाश तीव्रता 1018 W/cm2 से अधिक की पल्स चौड़ाई वाली लेजर पल्स को संदर्भित करते हैं। सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर और इसके द्वारा उत्पन्न सुपर रेडिएशन स्रोत और उच्च ऊर्जा कण स्रोत में कई बुनियादी अनुसंधान दिशाओं जैसे उच्च ऊर्जा भौतिकी, कण भौतिकी, प्लाज्मा भौतिकी, परमाणु भौतिकी और खगोल भौतिकी में अनुप्रयोग मूल्य की एक विस्तृत श्रृंखला है, और वैज्ञानिक अनुसंधान परिणामों का आउटपुट तब संबंधित उच्च तकनीक उद्योगों, चिकित्सा स्वास्थ्य, पर्यावरण ऊर्जा और राष्ट्रीय रक्षा सुरक्षा की सेवा कर सकता है। 1985 में चिरप्ड पल्स एम्पलीफिकेशन तकनीक के आविष्कार के बाद से, दुनिया की पहली बीट वाट का उद्भवलेज़र1996 में निर्मित और 2017 में दुनिया के पहले 10-बीट वाट लेजर के पूरा होने के बाद, अतीत में सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर का ध्यान मुख्य रूप से "सबसे तीव्र प्रकाश" को प्राप्त करने पर रहा है। हाल के वर्षों में, अध्ययनों से पता चला है कि सुपर लेजर पल्स को बनाए रखने की स्थिति में, यदि सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर की पल्स ट्रांसमिशन गति को नियंत्रित किया जा सकता है, तो यह कुछ भौतिक अनुप्रयोगों में आधे प्रयास के साथ दोगुना परिणाम ला सकता है, जिससे सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट के पैमाने को कम करने की उम्मीद हैलेजर उपकरण, लेकिन उच्च क्षेत्र लेजर भौतिकी प्रयोगों में इसके प्रभाव में सुधार।

अति-शक्तिशाली अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर के पल्स फ्रंट का विरूपण
सीमित ऊर्जा के तहत पीक पावर प्राप्त करने के लिए, लाभ बैंडविड्थ को बढ़ाकर पल्स की चौड़ाई को 20~30 फेमटोसेकंड तक कम किया जाता है। वर्तमान 10-बीक-वॉट अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर की पल्स ऊर्जा लगभग 300 जूल है, और कंप्रेसर ग्रेटिंग की कम क्षति सीमा बीम एपर्चर को आम तौर पर 300 मिमी से अधिक बनाती है। 20~30 फेमटोसेकंड पल्स चौड़ाई और 300 मिमी एपर्चर वाला पल्स बीम स्पैटियोटेम्पोरल कपलिंग विरूपण, विशेष रूप से पल्स फ्रंट के विरूपण को ले जाने में आसान है। चित्र 1 (ए) बीम रोल फैलाव के कारण पल्स फ्रंट और चरण फ्रंट के स्पैटियो-टेम्पोरल पृथक्करण को दर्शाता है, और पूर्व में बाद वाले के सापेक्ष "स्पैटियो-टेम्पोरल झुकाव" दिखाया गया है 1 (बी) लक्ष्य पर प्रकाश क्षेत्र के स्थानिक-अस्थायी विरूपण पर आदर्श पल्स फ्रंट, झुकाव वाले पल्स फ्रंट और मुड़े हुए पल्स फ्रंट के प्रभावों को दर्शाता है। नतीजतन, केंद्रित प्रकाश की तीव्रता बहुत कम हो जाती है, जो सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर के मजबूत क्षेत्र अनुप्रयोग के लिए अनुकूल नहीं है।

चित्र 1 (क) प्रिज्म और ग्रेटिंग के कारण पल्स फ्रंट का झुकाव, और (ख) लक्ष्य पर स्पेस-टाइम प्रकाश क्षेत्र पर पल्स फ्रंट के विरूपण का प्रभाव

अल्ट्रा-मजबूत की पल्स गति नियंत्रणअल्ट्राशॉर्ट लेजर
वर्तमान में, समतल तरंगों के शंक्वाकार सुपरपोजिशन द्वारा उत्पादित बेसेल बीम ने उच्च क्षेत्र लेजर भौतिकी में अनुप्रयोग मूल्य दिखाया है। यदि शंक्वाकार सुपरइम्पोज़्ड स्पंदित बीम में अक्षीय सममित स्पंद फ्रंट वितरण होता है, तो उत्पन्न एक्स-रे तरंग पैकेट की ज्यामितीय केंद्र तीव्रता, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, निरंतर सुपरल्यूमिनल, निरंतर सबल्यूमिनल, त्वरित सुपरल्यूमिनल और मंदित सबल्यूमिनल हो सकती है। यहां तक ​​कि विकृत दर्पण और चरण प्रकार के स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर का संयोजन भी स्पंद फ्रंट के मनमाने ढंग से स्थानिक-लौकिक आकार का उत्पादन कर सकता है, और फिर मनमाने ढंग से नियंत्रित संचरण गति का उत्पादन कर सकता है। उपरोक्त भौतिक प्रभाव और इसकी मॉड्यूलेशन तकनीक स्पंद फ्रंट के "विरूपण" को स्पंद फ्रंट के "नियंत्रण" में बदल सकती है, और फिर अल्ट्रा-मजबूत अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर की संचरण गति को मॉड्यूलेट करने के उद्देश्य को साकार कर सकती है।

चित्र 2 सुपरपोजिशन द्वारा उत्पन्न (ए) निरंतर तेज-प्रकाश, (बी) निरंतर उप-प्रकाश, (सी) त्वरित तेज-प्रकाश, और (डी) मंदित उप-प्रकाश प्रकाश स्पंद सुपरपोजिशन क्षेत्र के ज्यामितीय केंद्र में स्थित हैं

हालाँकि पल्स फ्रंट डिस्टॉर्शन की खोज सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर से पहले की है, लेकिन सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर के विकास के साथ-साथ इस पर व्यापक रूप से ध्यान दिया गया है। लंबे समय से, यह सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर के मुख्य लक्ष्य - अल्ट्रा-हाई फ़ोकसिंग लाइट इंटेंसिटी की प्राप्ति के लिए अनुकूल नहीं है, और शोधकर्ता विभिन्न पल्स फ्रंट डिस्टॉर्शन को दबाने या खत्म करने के लिए काम कर रहे हैं। आज, जब "पल्स फ्रंट डिस्टॉर्शन" "पल्स फ्रंट कंट्रोल" में विकसित हो गया है, तो इसने सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर की ट्रांसमिशन गति के विनियमन को प्राप्त किया है, जो उच्च-क्षेत्र लेजर भौतिकी में सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेजर के अनुप्रयोग के लिए नए साधन और नए अवसर प्रदान करता है।