تکراریگیگاهرتزپالسها با رنگها و شکلهای جداگانه پتانسیل جدیدی را در تصویربرداری فوق سریع و پردازش لیزری باز میکنند.
تیمی از محققان دانشگاه توکیو و دانشگاه سایتاما در ژاپن، یک تکنیک نوری ابتکاری به نام "شاتل طیف" توسعه داده اند. این تکنیک میتواند همزمان پالسهای گیگاهرتزی را تولید کند و نمایههای فضایی آنها را تشکیل دهد.
تولید و شکل دادن به پالس های بسیار تکراری وعده های بزرگی را برای انواع برنامه ها از جمله عکاسی با سرعت بالا ، پردازش لیزر و تولید موج آکوستیک می دهد. پالس Gigahertz (GHz) با فواصل ~ {1}}. 01 ~ 10 نانو ثانیه به ویژه در تجسم پدیده های ultrafast و بهبود کارآیی پردازش لیزر بسیار ارزشمند است.
در حال حاضر، در حالی که روشهایی برای تولید رگبار پالسهای گیگاهرتزی در صنعت موجود است، چالشهایی مانند خروجی ناکارآمد انرژی پالس، تنظیم ضعیف فواصل پالس، و پیچیدگی سیستمهای موجود همچنان باقی مانده است. علاوه بر این، شکل دادن به مشخصات فضایی هر پالس انفجاری گیگاهرتز به دلیل پاسخ ناکافی مدولاتورهای نور فضایی محدود است.
برای رسیدگی به این چالش ها، تیم تحقیقاتی ذکر شده در بالا طرح جدیدی را توسعه دادند.
این رویکرد شامل پراکندگی افقی پالس های فوق کوتاه از طریق یک توری پراش، با استفاده از آینه های موازی برای جداسازی فضایی پالس ها به طول موج های مختلف است. این پالس های تراز عمودی می توانند به صورت جداگانه با استفاده از یک مدولاتور نور فضایی مدوله شوند. پالسهای مدولهشده بهدستآمده، با تأخیرهای زمانی متفاوت در محدوده گیگاهرتز، پالسهای گیگاهرتزی مجزای طیفی را تولید میکنند که هرکدام دارای شکلی منحصربهفرد در مشخصات فضایی خود هستند.
گزارش شده است که این روش با موفقیت پالس های انفجاری گیگاهرتز را با تغییرات گسسته در طول موج و بازه زمانی تولید می کند. این شکلگیری پروفایلهای فضایی از جمله جابهجایی موقعیت و شکافتن اوج را نشان میدهد. کاربرد این روش برای تصویربرداری طیفی فوق سریع، توانایی آن را در ثبت دینامیک باندهای طول موج مختلف به طور همزمان نشان می دهد.
این روش تصویربرداری ultrafast را در زیر نانوس ثانیه به مقیاس های زمانی نانو ثانیه تسهیل می کند و تجزیه و تحلیل پدیده های سریع و غیر تکراری را امکان پذیر می کند. کاربردهای بالقوه آن شامل آشکار کردن پدیده های Ultrafast ناشناخته و نظارت بر فرآیندهای فیزیکی سریع در محیط های صنعتی است. توانایی شکل دادن به پالس های GHz به صورت جداگانه در پردازش دقیق لیزر و لیزر درمانی کاملاً امیدوار کننده است.
نکته قابل توجه، رویکرد نوآورانه این تیم منجر به طراحی فشرده و قابلیت حمل بهتر شده است که آن را برای استفاده در تأسیسات تحقیقات علمی و انواع فناوریهای صنعتی مناسب میکند.
کیتارو شیمادا، دکتری. کاندیدای گروه مهندسی زیستی دردانشگاه توکیووی گفت: "ساختار نوری منحصر به فرد ما امکان دستکاری پالس های فوق کوتاه با یک مسیر نوری سه بعدی را فراهم می کند که منجر به دستکاری فضایی بی سابقه انفجارهای گیگاهرتز می شود."
وی افزود: "شتلینگ طیف طیف وسیعی از پالس های انفجاری گیگاهرتز را با فواصل 10 پیکوثانیه تا 10 نانوثانیه ارائه می دهد. من معتقدم که برنامه های کاربردی مبتنی بر فناوری ما برای اهداف مختلف از جمله پلاسما، فلزات و سلول ها، کشف علمی را تسریع خواهد کرد. و نوآوری فناورانه در صنعت و پزشکی."
این فناوری نوآورانه راه را برای پیشرفت تصویربرداری فوق سریع با پیامدهایی برای تحقیقات علمی و کاربردهای صنعتی باز می کند. توانایی آن در تولید و تشکیل همزمان پالس های گیگاهرتز، ابزاری همه کاره برای مطالعه پدیده های سریع و بهبود فرآیندهای مبتنی بر لیزر معرفی می کند.
