Prije otprilike 10 godina, istraživači sa Univerziteta Lund i Univerziteta Porto predstavili su alat za mjerenje trajanja impulsa ultrabrzih lasera. Isti tim je sada postigao proboj koji omogućava mjerenje pojedinačnih laserskih impulsa u širem rasponu parametara u kompaktnijoj postavci.
"Trenutna standardna mjerenja za femtosekundne lasere, koja se obično koriste u industriji i medicini, daju samo procjenu trajanja impulsa. Naš pristup daje potpunije mjerenje i može doprinijeti oslobađanju cijelog potencijala ultrabrze laserske tehnologije", kaže Daniel Díaz Rivas, student doktorskih studija atomske fizike na Univerzitetu Lund.
Koncept femtosekundnih impulsa je teško shvatiti većini nas. Ipak, koriste se za širok spektar svakodnevnih primjena, od hirurgije oka do mikro-mašinske obrade u industriji. Ekstremno kratki laserski impulsi mogu čak istražiti najbrže procese u prirodi, poput prijenosa energije u fotosintezi i dinamici elektrona.
Iako se sve više koriste, precizno mjerenje oblika i trajanja impulsa ostaje težak zadatak. Elektronski instrumenti su presporo, zbog čega su se istraživači okrenuli optičkim metodama.
Trenutne metode su ograničene
Međutim, ove vrste optičkih tehnika obično zahtijevaju višestruka mjerenja u sekvenci skeniranja. To ih čini neprikladnim za hvatanje pojedinačnih impulsa u realnom vremenu.
Pojavile su se{0}}verzije sa jednim udarcem za karakterizaciju veoma kratkih impulsa koji se obično koriste u fundamentalnoj nauci-ali se bore sa dužim impulsima koji se češće koriste u industrijskim i medicinskim aplikacijama. Ograničenja su povezana sa složenošću dovoljnog istezanja impulsa unutar kompaktnog optičkog podešavanja.
Pojavljuje se elegantno rješenje
Istraživači sa Univerziteta Lund su sada razvili kompaktan i elegantan način za istezanje ultrabrzih laserskih impulsa koristeći jednostavan optički princip. Istraživanje je objavljeno u časopisuOptica.
Slanjem impulsnog laserskog snopa kroz difrakcijsku rešetku-komponentu koja prostorno razdvaja svjetlost u njene boje-i slikanjem rešetke kombinacijom sočiva, oni mogu precizno kontrolirati trajanje impulsa na laserskom snopu.
Ovaj pristup omogućava da se femtosekundni impulsi produže više od deset puta u okviru kompaktne optičke instalacije.
Ovo omogućava potpunu karakterizaciju u jednom snimku, bez potrebe za pred-optičkim elementima za kompenzaciju. Rezultat ovog rada je svestrana tehnika koja može raditi za pulsne dužine od nekoliko femtosekundi do stotina, pokrivajući tako naučne, industrijske i medicinske primjene. Otvara vrata za praćenje-u realnom vremenu pojedinačnih impulsa, nešto što je ranije bilo nedostižno za mnoge laserske platforme.
Gledanje unapred
Osim karakterizacije impulsa, ovaj optički princip se može primijeniti na oblikovanje prostorno-vremenskih svojstava svjetlosnih impulsa i istraživanje različitih načina proučavanja interakcija svjetlosne{0}}materije.
„Kako ultrabrzi laseri nastavljaju da pokreću inovacije u nauci i tehnologiji, ovakvi alati će biti ključni za pomeranje granica preciznosti i razumevanja“, zaključuje Cord Arnold, viši predavač atomske fizike na Univerzitetu Lund.
