راه حلی زیبا برای اندازه گیری پالس های لیزری فوق کوتاه کشف شد

حدود 10 سال پیش، محققان دانشگاه لوند و دانشگاه پورتو ابزاری را برای اندازه گیری مدت زمان پالس لیزرهای فوق سریع معرفی کردند. همین تیم اکنون به پیشرفتی دست یافته است که اندازه گیری تک تک پالس های لیزر را در محدوده پارامترهای وسیع تری در یک تنظیم فشرده تر امکان پذیر می کند.

دانیل دیاز ریواس، دانشجوی دکترای فیزیک اتمی در دانشگاه لوند می‌گوید: "اندازه‌گیری‌های استاندارد فعلی لیزرهای فمتوثانیه، که معمولاً در صنعت و پزشکی استفاده می‌شوند، فقط تخمینی از مدت زمان پالس را ارائه می‌دهند. رویکرد ما اندازه‌گیری کامل‌تری را ارائه می‌دهد و می‌تواند به آزادسازی کل پتانسیل فناوری لیزر فوق سریع کمک کند."

درک مفهوم پالس های فمتوثانیه برای اکثر ما دشوار است. با این حال، آنها برای طیف گسترده ای از کاربردهای روزمره، از جراحی چشم گرفته تا ماشینکاری میکرو در صنعت، استفاده می شوند. پالس‌های لیزری بسیار کوتاه حتی می‌توانند سریع‌ترین فرآیندها را در طبیعت، مانند انتقال انرژی در فتوسنتز و دینامیک الکترون، بررسی کنند.

حتی از آنجایی که آنها بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، اندازه گیری دقیق شکل و مدت پالس ها یک کار دشوار است. ابزارهای الکترونیکی بسیار کند هستند و به همین دلیل است که محققان به روش های نوری روی آورده اند.

روش های فعلی محدود است

با این حال، این نوع تکنیک‌های نوری معمولاً به اندازه‌گیری‌های متعدد در یک توالی اسکن نیاز دارند. این باعث می شود آنها برای گرفتن پالس های فردی در زمان واقعی نامناسب باشند.

نسخه‌های منفرد-برای مشخص کردن پالس‌های بسیار کوتاه که معمولاً در علوم بنیادی استفاده می‌شوند، پدید آمده‌اند-اما با پالس‌های طولانی‌تر که معمولاً در کاربردهای صنعتی و پزشکی استفاده می‌شوند، مبارزه می‌کنند. محدودیت ها به پیچیدگی کشش کافی پالس ها در یک مجموعه نوری فشرده مربوط می شود.

یک راه حل ظریف ظاهر می شود

محققان دانشگاه لوند اکنون روشی فشرده و ظریف برای کشش پالس های لیزر فوق سریع با استفاده از یک اصل نوری ساده ایجاد کرده اند. این تحقیق در مجله منتشر شده استاپتیکا.

با ارسال یک پرتو لیزر پالسی از طریق یک توری پراش-جزئی که نور را به صورت فضایی به رنگ‌های آن جدا می‌کند-و تصویربرداری از توری با ترکیبی از عدسی‌ها، می‌توانند دقیقاً مدت زمان پالس را در سراسر پرتو لیزر کنترل کنند.

این رویکرد به پالس های فمتوثانیه اجازه می دهد تا بیش از ده برابر در یک تنظیم نوری فشرده افزایش یابد.

این کار شخصیت پردازی کامل را در یک عکس، بدون نیاز به عناصر نوری قبل از- جبران می کند. نتیجه این کار یک تکنیک همه کاره است که می تواند برای مدت زمان پالس از چند فمتوثانیه تا صدها کار کند، بنابراین کاربردهای علمی، صنعتی و پزشکی را پوشش می دهد. این دریچه را به روی-نظارت در زمان واقعی تک تک پالس‌ها باز می‌کند، چیزی که قبلاً برای بسیاری از پلتفرم‌های لیزری دور از دسترس بود.

نگاه به جلو

فراتر از خصوصیات پالس، این اصل نوری را می توان برای شکل دادن به خواص مکانی و زمانی پالس های نور و کشف راه های مختلف برای مطالعه نور{0}}برهمکنش های ماده به کار برد.

کورد آرنولد، مدرس ارشد فیزیک اتمی در دانشگاه لوند، نتیجه می‌گیرد: «از آنجایی که لیزرهای فوق سریع به نوآوری در علم و فناوری ادامه می‌دهند، ابزارهایی مانند این کلیدی برای پیش بردن مرزهای دقت و درک خواهند بود.