अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेसर भाग दोन

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेसरभाग दोन

फैलाव आणि नाडीचा प्रसार: गट विलंब फैलाव
अल्ट्राफास्ट लेसर वापरताना येणाऱ्या सर्वात कठीण तांत्रिक आव्हानांपैकी एक म्हणजे सुरुवातीला उत्सर्जित होणाऱ्या अल्ट्रा-शॉर्ट पल्सचा कालावधी राखणे.लेसर. अल्ट्राफास्ट स्पंदने वेळेच्या विकृतीला खूप संवेदनशील असतात, ज्यामुळे स्पंदने जास्त लांब होतात. सुरुवातीच्या स्पंदनाचा कालावधी कमी होत असताना हा परिणाम आणखी वाईट होतो. अल्ट्राफास्ट लेसर ५० सेकंदांच्या कालावधीसाठी स्पंदने उत्सर्जित करू शकतात, परंतु आरसे आणि लेन्स वापरून लक्ष्य स्थानावर स्पंदने प्रसारित करून किंवा हवेद्वारे स्पंदने प्रसारित करून वेळेत वाढवता येतात.

या वेळेचे विकृतीकरण ग्रुप डिलेड डिस्पर्शन (GDD) नावाच्या मापनाचा वापर करून मोजले जाते, ज्याला सेकंड-ऑर्डर डिस्पर्शन असेही म्हणतात. खरं तर, अल्ट्राफार्ट-लेसर पल्सच्या वेळेच्या वितरणावर परिणाम करणारे उच्च-क्रम डिस्पर्शन संज्ञा देखील आहेत, परंतु प्रत्यक्षात, GDD च्या परिणामाचे परीक्षण करणे सहसा पुरेसे असते. GDD हे वारंवारता-आधारित मूल्य आहे जे दिलेल्या सामग्रीच्या जाडीच्या रेषीय प्रमाणात असते. लेन्स, विंडो आणि ऑब्जेक्टिव्ह घटकांसारख्या ट्रान्समिशन ऑप्टिक्समध्ये सामान्यतः सकारात्मक GDD मूल्ये असतात, जे सूचित करते की एकदा संकुचित केलेल्या पल्समुळे ट्रान्समिशन ऑप्टिक्स उत्सर्जित होणाऱ्या पल्सपेक्षा जास्त पल्स कालावधी देऊ शकतात.लेसर सिस्टीम. कमी फ्रिक्वेन्सीज असलेले घटक (म्हणजे जास्त तरंगलांबी) जास्त फ्रिक्वेन्सीज असलेल्या घटकांपेक्षा (म्हणजे कमी तरंगलांबी) वेगाने प्रसारित होतात. जसजसे नाडी अधिकाधिक पदार्थांमधून जाते तसतसे नाडीतील तरंगलांबी वेळेत अधिकाधिक वाढत जाईल. कमी नाडी कालावधीसाठी आणि म्हणूनच मोठ्या बँडविड्थसाठी, हा परिणाम अधिकच अतिरंजित आहे आणि त्यामुळे नाडी वेळेत लक्षणीय विकृती निर्माण होऊ शकते.

अल्ट्राफास्ट लेसर अनुप्रयोग
वर्णपट तपासणी
अल्ट्राफास्ट लेसर स्रोतांच्या आगमनापासून, स्पेक्ट्रोस्कोपी हे त्यांच्या वापराच्या मुख्य क्षेत्रांपैकी एक आहे. पल्स कालावधी फेमटोसेकंद किंवा अगदी अ‍ॅटोसेकंदांपर्यंत कमी करून, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र आणि जीवशास्त्रातील गतिमान प्रक्रिया ज्यांचे निरीक्षण करणे ऐतिहासिकदृष्ट्या अशक्य होते ते आता साध्य करता येतात. त्यातील एक प्रमुख प्रक्रिया म्हणजे अणुगती आणि अणुगतीच्या निरीक्षणामुळे प्रकाशसंश्लेषण प्रथिनांमध्ये आण्विक कंपन, आण्विक पृथक्करण आणि ऊर्जा हस्तांतरण यासारख्या मूलभूत प्रक्रियांची वैज्ञानिक समज सुधारली आहे.

बायोइमेजिंग
पीक-पॉवर अल्ट्राफास्ट लेसर नॉनलाइनर प्रक्रियांना समर्थन देतात आणि मल्टी-फोटॉन मायक्रोस्कोपीसारख्या जैविक इमेजिंगसाठी रिझोल्यूशन सुधारतात. मल्टी-फोटॉन सिस्टीममध्ये, जैविक माध्यम किंवा फ्लोरोसेंट लक्ष्यातून नॉनलाइनर सिग्नल निर्माण करण्यासाठी, दोन फोटॉन अवकाश आणि वेळेत ओव्हरलॅप होणे आवश्यक आहे. ही नॉनलाइनर यंत्रणा सिंगल-फोटॉन प्रक्रियांच्या अभ्यासाला त्रास देणारे पार्श्वभूमी फ्लोरोसन्स सिग्नल लक्षणीयरीत्या कमी करून इमेजिंग रिझोल्यूशन सुधारते. सरलीकृत सिग्नल पार्श्वभूमी दर्शविली आहे. मल्टीफोटॉन मायक्रोस्कोपचा लहान उत्तेजना प्रदेश फोटोटॉक्सिसिटी देखील प्रतिबंधित करतो आणि नमुन्याचे नुकसान कमी करतो.

आकृती १: मल्टी-फोटॉन मायक्रोस्कोप प्रयोगात बीम मार्गाचे उदाहरण आकृती

लेसर मटेरियल प्रोसेसिंग
अल्ट्राफास्ट लेसर स्त्रोतांनी लेसर मायक्रोमशीनिंग आणि मटेरियल प्रोसेसिंगमध्येही क्रांती घडवून आणली आहे कारण अल्ट्राशॉर्ट पल्स मटेरियलशी संवाद साधतात. आधी सांगितल्याप्रमाणे, एलडीटीची चर्चा करताना, अल्ट्राफास्ट पल्स कालावधी मटेरियलच्या जाळीमध्ये उष्णतेच्या प्रसाराच्या वेळेपेक्षा वेगवान असतो. अल्ट्राफास्ट लेसरपेक्षा खूपच लहान उष्णता-प्रभावित झोन तयार करतात.नॅनोसेकंद स्पंदित लेसर, ज्यामुळे कमी चीरा नुकसान होते आणि अधिक अचूक मशीनिंग होते. हे तत्व वैद्यकीय अनुप्रयोगांना देखील लागू आहे, जिथे अल्ट्राफार्ट-लेसर कटिंगची वाढलेली अचूकता आसपासच्या ऊतींचे नुकसान कमी करण्यास मदत करते आणि लेसर शस्त्रक्रियेदरम्यान रुग्णाचा अनुभव सुधारते.

अ‍ॅटोसेकंद पल्स: अल्ट्राफास्ट लेसरचे भविष्य
अल्ट्राफास्ट लेसरच्या प्रगतीसाठी संशोधन सुरू असताना, कमी पल्स कालावधी असलेले नवीन आणि सुधारित प्रकाश स्रोत विकसित केले जात आहेत. जलद भौतिक प्रक्रियांबद्दल अंतर्दृष्टी मिळविण्यासाठी, अनेक संशोधक अॅटोसेकंद पल्सच्या निर्मितीवर लक्ष केंद्रित करत आहेत - अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट (XUV) तरंगलांबी श्रेणीमध्ये सुमारे 10-18 सेकंद. अॅटोसेकंद पल्स इलेक्ट्रॉन गतीचा मागोवा घेण्यास अनुमती देतात आणि इलेक्ट्रॉनिक संरचना आणि क्वांटम मेकॅनिक्सबद्दलची आपली समज सुधारतात. औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये XUV अॅटोसेकंद लेसरच्या एकत्रीकरणाने अद्याप लक्षणीय प्रगती केलेली नसली तरी, क्षेत्रातील चालू संशोधन आणि प्रगती जवळजवळ निश्चितच या तंत्रज्ञानाला प्रयोगशाळेतून बाहेर काढून उत्पादनात ढकलतील, जसे की फेमटोसेकंद आणि पिकोसेकंदच्या बाबतीत झाले आहे.लेसर स्रोत.