सुपर-मजबूत अल्ट्राशॉर्ट लेजर की पल्स गति बदलें

पल्स की गति बदलेंअति-शक्तिशाली अल्ट्राशॉर्ट लेजर

सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र आमतौर पर दसियों और सैकड़ों फेम्टोसेकंड की पल्स चौड़ाई, टेरावाट और पेटावाट की अधिकतम शक्ति और 1018 W/cm2 से अधिक की केंद्रित प्रकाश तीव्रता वाले लेज़र पल्स को संदर्भित करते हैं। सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र और इसके द्वारा उत्पन्न सुपर रेडिएशन स्रोत और उच्च ऊर्जा कण स्रोत का उच्च ऊर्जा भौतिकी, कण भौतिकी, प्लाज्मा भौतिकी, परमाणु भौतिकी और खगोल भौतिकी जैसे कई बुनियादी अनुसंधान क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग मूल्य है, और वैज्ञानिक अनुसंधान के परिणाम संबंधित उच्च तकनीक उद्योगों, चिकित्सा स्वास्थ्य, पर्यावरण ऊर्जा और राष्ट्रीय रक्षा सुरक्षा की सेवा कर सकते हैं। 1985 में चिरप्ड पल्स एम्प्लीफिकेशन तकनीक के आविष्कार के बाद से, दुनिया की पहली बीट वाट तकनीक का उदय हुआ।लेज़र1996 में निर्मित और 2017 में दुनिया के पहले 10-बीट वाट लेज़र के पूरा होने के बाद, अतीत में सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र का मुख्य ध्यान "सबसे तीव्र प्रकाश" प्राप्त करने पर रहा है। हाल के वर्षों में, अध्ययनों से पता चला है कि सुपर लेज़र पल्स बनाए रखने की स्थिति में, यदि सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र की पल्स संचरण गति को नियंत्रित किया जा सके, तो यह कुछ भौतिक अनुप्रयोगों में आधे प्रयास से दोगुना परिणाम प्राप्त कर सकता है, जिससे सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र के पैमाने में कमी आने की उम्मीद है।लेजर उपकरणों, लेकिन उच्च क्षेत्र लेजर भौतिकी प्रयोगों में इसके प्रभाव में सुधार।

अति-शक्तिशाली अल्ट्राशॉर्ट 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-वाट 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 स्पैटिओटेम्पोरल 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 स्पैटिओ-टेम्पोरल पृथक्करण को दर्शाता है, और पूर्व बाद वाले के सापेक्ष "स्पैटियो-टेम्पोरल झुकाव" दिखाता है। चित्र 1 (b) लक्ष्य पर प्रकाश क्षेत्र के स्थानिक-कालिक विरूपण पर आदर्श पल्स फ्रंट, आनत पल्स फ्रंट और मुड़े हुए पल्स फ्रंट के प्रभावों को दर्शाता है। परिणामस्वरूप, केंद्रित प्रकाश की तीव्रता बहुत कम हो जाती है, जो सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र के प्रबल 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 पल्स गति नियंत्रणअल्ट्राशॉर्ट लेजर
वर्तमान में, समतल तरंगों के शंक्वाकार अध्यारोपण द्वारा उत्पन्न बेसेल किरणों ने उच्च क्षेत्र लेज़र भौतिकी में अनुप्रयोग मूल्य प्रदर्शित किया है। यदि शंक्वाकार अध्यारोपित स्पंदित किरण में अक्षीय सममित स्पंद अग्र वितरण हो, तो उत्पन्न एक्स-रे तरंग पैकेट की ज्यामितीय केंद्र तीव्रता, जैसा कि चित्र 2 में दर्शाया गया है, स्थिर अतिप्रकाशमान, स्थिर अधोप्रकाशमान, त्वरित अतिप्रकाशमान और मंदित अधोप्रकाशमान हो सकती है। यहाँ तक कि विरूपणीय दर्पण और कला-प्रकार स्थानिक प्रकाश न्यूनाधिक का संयोजन भी स्पंद अग्र के मनमाने स्थानिक-कालिक आकार का निर्माण कर सकता है, और फिर मनमाने नियंत्रणीय संचरण गति उत्पन्न कर सकता है। उपरोक्त भौतिक प्रभाव और इसकी मॉडुलन तकनीक स्पंद अग्र के "विरूपण" को स्पंद अग्र के "नियंत्रण" में बदल सकती है, और फिर अति-शक्तिशाली अति-लघु लेज़र की संचरण गति को मॉडुलित करने के उद्देश्य को साकार कर सकती है।

चित्र 2 अध्यारोपण द्वारा उत्पन्न (a) स्थिर प्रकाश से अधिक तीव्र, (b) स्थिर उपप्रकाश, (c) त्वरित प्रकाश से अधिक तीव्र, और (d) मंदित उपप्रकाश प्रकाश स्पंद अध्यारोपण क्षेत्र के ज्यामितीय केंद्र में स्थित होते हैं

हालाँकि पल्स फ्रंट डिस्टॉर्शन की खोज सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र से पहले हुई थी, लेकिन सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र के विकास के साथ-साथ इस पर भी व्यापक रूप से ध्यान दिया गया है। लंबे समय से, यह सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र के मूल लक्ष्य - अल्ट्रा-हाई फ़ोकसिंग प्रकाश तीव्रता - की प्राप्ति के लिए अनुकूल नहीं रहा है, और शोधकर्ता विभिन्न पल्स फ्रंट डिस्टॉर्शन को दबाने या समाप्त 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 लेज़र की संचरण गति के नियमन को प्राप्त कर लिया है, जिससे उच्च-क्षेत्र लेज़र भौतिकी में सुपर अल्ट्रा-शॉर्ट लेज़र के अनुप्रयोग के लिए नए साधन और नए अवसर उपलब्ध हुए हैं।