De fizisyen nan RIKEN te reyalize pulsasyon lazè trè kout ak yon pik pouvwa 6 terawat (6 billions wat) - apeprè ekivalan a pouvwa a ki te pwodwi pa 6,000 plant enèji nikleyè. Reyalizasyon an, ki pral kontribye nan devlopman plis lazè attosecond, te fè twa chèchè yo Pri Nobèl Fizik 2023. Etid la te pibliye nan jounal Nature Photonics.
Menm jan yon kamera flash ka "jele" objè ki deplase rapid pou fè yo parèt tankou si yo kanpe nan yon foto, pulsasyon lazè trè kout ka ede eklere pwosesis ultrarapid, bay syantis yo yon fason pwisan pou imajine yo ak detekte yo.
Pa egzanp, pulsasyon lazè nan lòd attosgond (1 attosecond=10-18 segonn) yo tèlman kout ke yo ka revele mouvman elektwon nan atòm ak molekil, sa ki bay yon nouvo fason pou dekouvri evolisyon reyaksyon chimik ak byochimik. Menm limyè parèt pou kapab rale sou echèl kout tan sa yo, pran apeprè 3 arsec pou pase nan yon nanomèt.
"Lè yo kaptire mouvman elektwon yo, lazè attosecond fè yon kontribisyon enpòtan nan syans debaz," te di Eiji Takahashi nan Sant pou Fotonik Avanse RIKEN (RAP), "epi yo espere gen aplikasyon nan yon pakèt domèn, ki gen ladan obsèvasyon an. selil byolojik, devlopman nouvo materyèl ak dyagnostik kondisyon medikal yo."
Plis enpak
Sepandan, pandan ke li posib yo kreye pulsasyon lazè ultrashort, yo manke enpak epi yo gen enèji ki ba. Eiji Takahashi di: "Kreye pulsasyon lazè ultrashort, gwo enèji ta anpil elaji itilizasyon posib yo, di Eiji Takahashi: "Enèji pwodiksyon aktyèl lazè attosecond yo trè ba. Se poutèt sa, ogmante enèji pwodiksyon yo enpòtan anpil si yo dwe itilize kòm sous limyè nan yon. pakèt domèn."
Menm jan anplifikatè odyo yo itilize pou amelyore siyal son, fizisyen lazè yo itilize anplifikatè optik pou ogmante enèji pulsasyon lazè. Anplifikatè sa yo anjeneral sèvi ak kristal ki pa lineyè ki reponn espesyalman nan limyè. Sepandan, si kristal sa yo itilize pou anplifye pulsasyon lazè sèl-sik, yo ka domaje ireparabl. Puls lazè sèl-sik yo tèlman kout ke batman kè a fini anvan limyè a osile atravè yon sik longèdonn konplè.
Pi gwo blokaj nan devlopman sous lazè enfrawouj ki gen gwo enèji, ultrarapid se mank de yon metòd efikas pou dirèkteman anplifye pulsasyon lazè sèl-sik," te di Eiji Takahashi. Bouton sa a rezilta nan yon baryè 1-milijoule pou yon sèl. -sik lazè batman enèji."
Mete yon nouvo dosye
Sepandan, kou boutèy sa a kounye a te kase. Yo te anplifye pulsasyon sèl-sik a plis pase 50 milijoules, plis pase 50 fwa pi bon rezilta anvan an. Paske pulsasyon lazè ki lakòz yo tèlman kout, enèji sa a tradwi nan yon pouvwa ekstrèmman wo nan kèk terawatt.
Takahashi te di, "Nou te demontre ki jan yo simonte kou boutèy la pa etabli yon metòd efikas pou anplifye pulsasyon lazè sèl-sik."
Metòd yo, ki rele avanse doubly chirped optik parametrik anplifikasyon (DC-OPA), se trè senp epi li enplike sèlman de kristal ki anplifye rejyon konplemantè nan spectre la.
Takahashi te di, "DC-OPA avanse pou anplifye pulsasyon lazè yon sèl sik tèlman senp ke li jis baze sou konbinezon de kristal ki pa lineyè - li santi tankou yon lide nenpòt moun ta ka vini ak. Li sezi m 'ke yon konsèp senp konsa bay. yon nouvo teknik anplifikasyon ak yon dekouvèt nan devlopman lazè ultrarapid ki gen gwo enèji."
Sa ki enpòtan, avanse DC-OPA opere sou yon seri trè laj de longèdonn. Ekip la te kapab anplifye pulsasyon ak yon diferans longèdonn ki gen plis pase de fwa longèdonn.Takahashi te di, "Nouvo metòd sa a gen karakteristik revolisyonè ke Pleasant anplifikasyon an pèmèt pou pwodiksyon frekans ultra-lajè san yo pa afekte karakteristik pwodiksyon enèji dekale."
Nouvo teknik anplifikasyon
Teknik yo se yon varyant nan yon lòt teknik anplifikasyon optik batman kè yo rele "chirped-pulse anplifikasyon," pou twa chèchè ki soti nan peyi Etazini, Lafrans ak Kanada yo te akòde Pri Nobèl nan Fizik an 2018. lazè se youn nan teknoloji ki kondwi devlopman an. nan lazè.
Takahashi espere ke teknoloji yo pral avanse plis devlopman nan lazè attosecond: 'Nou te avèk siksè devlope yon nouvo metòd anplifikasyon lazè ki ka ogmante entansite a nan pulsasyon lazè sèl-sik nan terawatt pik pouvwa,' li te di, 'e pa gen okenn dout. ke sa a se yon gwo kwasans pi devan nan devlopman nan lazè attosecond ki gen gwo pouvwa."
Nan kouri nan longè, objektif li se ale pi lwen pase lazè a attosecond epi kreye pulsasyon menm pi kout.
