Zhruba před 10 lety představili vědci z Lund University a Porto University nástroj pro měření trvání pulzu ultrarychlých laserů. Stejný tým nyní dosáhl průlomu, který umožňuje měření jednotlivých laserových pulzů v širším rozsahu parametrů v kompaktnějším nastavení.
"Současná standardní měření pro femtosekundové lasery, které se obvykle používají v průmyslu a medicíně, poskytují pouze odhad doby trvání pulsu. Náš přístup poskytuje úplnější měření a může přispět k uvolnění celého potenciálu ultrarychlé laserové technologie," říká Daniel Díaz Rivas, doktorand v oboru atomová fyzika na univerzitě v Lundu.
Pojem femtosekundových pulzů je pro většinu z nás těžko uchopitelný. Přesto se používají pro širokou škálu každodenních aplikací, od oční chirurgie po mikro-obrábění v průmyslu. Extrémně krátké laserové pulsy mohou dokonce zkoumat nejrychlejší procesy v přírodě, jako je přenos energie ve fotosyntéze a dynamika elektronů.
Přesné měření tvaru a trvání pulsů zůstává obtížným úkolem, přestože se stále více používají. Elektronické přístroje jsou příliš pomalé, a proto se výzkumníci obrátili na optické metody.
Současné metody jsou omezené
Tyto typy optických technik však obvykle vyžadují vícenásobná měření ve skenovací sekvenci. To je činí nevhodnými pro snímání jednotlivých pulzů v reálném čase.
Jedno{0}}verze se objevily pro charakterizaci velmi krátkých pulzů běžně používaných ve fundamentální vědě,{1}}ale potýkají se s delšími pulzy, které se běžněji používají v průmyslových a lékařských aplikacích. Omezení souvisí se složitostí dostatečného roztažení pulzů v rámci kompaktního optického uspořádání.
Vzniká elegantní řešení
Vědci z univerzity v Lundu nyní vyvinuli kompaktní a elegantní způsob protahování ultrarychlých laserových pulzů pomocí jednoduchého optického principu. Výzkum je publikován v časopiseOptika.
Vysláním pulzního laserového paprsku přes difrakční mřížku-komponentu, která prostorově rozděluje světlo na jeho barvy-a zobrazení mřížky pomocí kombinace čoček, mohou přesně řídit dobu trvání pulzu napříč laserovým paprskem.
Tento přístup umožňuje více než desetinásobné prodloužení femtosekundových pulzů v rámci kompaktního optického uspořádání.
To umožňuje úplnou charakterizaci v jediném záběru bez potřeby před{0}}kompenzačních optických prvků. Výsledkem této práce je všestranná technika, která může pracovat po dobu trvání pulzu od několika femtosekund až po stovky, čímž pokrývá vědecké, průmyslové a lékařské aplikace. Otevírá dveře k-monitorování jednotlivých pulzů v reálném čase, což bylo dříve pro mnoho laserových platforem nedostupné.
Pohled dopředu
Kromě pulsní charakterizace lze tento optický princip použít k utváření časoprostorových vlastností světelných pulsů a zkoumání různých způsobů studia interakcí světelné-hmoty.
„Vzhledem k tomu, že ultrarychlé lasery i nadále podporují inovace ve vědě a technologii, nástroje jako tento budou klíčem k posouvání hranic přesnosti a porozumění,“ uzavírá Cord Arnold, docent atomové fyziky na Lund University.
