अनन्य अल्ट्राफास्ट लेसर भाग दोन

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेसरभाग दोन

फैलाव आणि नाडी पसरवणे: गट विलंब फैलाव
अल्ट्राफास्ट लेसर वापरताना सर्वात कठीण तांत्रिक आव्हानांपैकी एक म्हणजे सुरुवातीला उत्सर्जित केलेल्या अल्ट्रा-शॉर्ट डाळींचा कालावधी राखणेलेसर? अल्ट्राफास्ट डाळी वेळेच्या विकृतीस अत्यंत संवेदनशील असतात, ज्यामुळे डाळी जास्त काळ बनवतात. प्रारंभिक नाडीचा कालावधी कमी झाल्यामुळे हा प्रभाव खराब होतो. अल्ट्राफास्ट लेसर 50 सेकंद कालावधीसह डाळी उत्सर्जित करू शकतात, परंतु नाडी लक्ष्यित ठिकाणी प्रसारित करण्यासाठी मिरर आणि लेन्सचा वापर करून किंवा अगदी हवेतून नाडी प्रसारित करण्यासाठी ते वेळोवेळी वाढविले जाऊ शकतात.

यावेळी विकृतीचे प्रमाण गट विलंब फैलाव (जीडीडी) नावाच्या उपायांचा वापर करून केले जाते, ज्याला द्वितीय-ऑर्डर फैलाव म्हणून देखील ओळखले जाते. खरं तर, उच्च-ऑर्डर फैलाव अटी देखील आहेत ज्या अल्ट्राफार्ट-लेझर डाळींच्या वेळेच्या वितरणावर परिणाम करू शकतात, परंतु व्यवहारात, जीडीडीच्या परिणामाचे परीक्षण करणे सहसा पुरेसे असते. जीडीडी हे वारंवारता-आधारित मूल्य आहे जे दिलेल्या सामग्रीच्या जाडीशी संबंधित आहे. लेन्स, विंडो आणि उद्दीष्ट घटकांसारख्या ट्रान्समिशन ऑप्टिक्समध्ये सामान्यत: सकारात्मक जीडीडी मूल्ये असतात, जे सूचित करते की एकदा संकुचित डाळी प्रसारण ऑप्टिक्सला उत्सर्जित होण्यापेक्षा लांब पल्सचा कालावधी देऊ शकतातलेसर सिस्टम? कमी फ्रिक्वेन्सी (म्हणजे, लांब तरंगलांबी) असलेले घटक उच्च फ्रिक्वेन्सी (म्हणजेच, लहान तरंगलांबी) असलेल्या घटकांपेक्षा वेगवान प्रचार करतात. नाडी अधिकाधिक प्रकरणातून जात असताना, नाडीतील तरंगलांबी वेळेत पुढे आणि पुढे वाढत जाईल. लहान नाडीच्या कालावधीसाठी आणि म्हणूनच विस्तीर्ण बँडविड्थ्ससाठी, हा प्रभाव आणखी अतिशयोक्तीपूर्ण आहे आणि परिणामी नाडीच्या वेळेस महत्त्वपूर्ण विकृती होऊ शकते.

अल्ट्राफास्ट लेसर अनुप्रयोग
स्पेक्ट्रोस्कोपी
अल्ट्राफास्ट लेसर स्त्रोतांच्या आगमनापासून, स्पेक्ट्रोस्कोपी त्यांच्या मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रांपैकी एक आहे. फेम्टोसेकंद किंवा अटोसेकंदांपर्यंत नाडीचा कालावधी कमी करून, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र आणि जीवशास्त्रातील गतिशील प्रक्रिया जे ऐतिहासिकदृष्ट्या निरीक्षण करणे अशक्य होते ते आता साध्य केले जाऊ शकतात. एक महत्त्वाची प्रक्रिया म्हणजे अणु हालचाल आणि अणु हालचालीच्या निरीक्षणामुळे आण्विक कंपन, आण्विक पृथक्करण आणि प्रकाशसंश्लेषण प्रथिनेंमध्ये ऊर्जा हस्तांतरण यासारख्या मूलभूत प्रक्रियेची वैज्ञानिक समज सुधारली आहे.

बायोइमेजिंग
पीक-पॉवर अल्ट्राफास्ट लेसर नॉनलाइनर प्रक्रियेस समर्थन देतात आणि मल्टी-फोटॉन मायक्रोस्कोपी सारख्या जैविक इमेजिंगसाठी रिझोल्यूशन सुधारित करतात. मल्टी-फोटॉन सिस्टममध्ये, जैविक मध्यम किंवा फ्लोरोसेंट लक्ष्यातून नॉनलाइनर सिग्नल तयार करण्यासाठी, दोन फोटॉन स्पेस आणि वेळेत ओव्हरलॅप करणे आवश्यक आहे. ही नॉनलाइनर यंत्रणा एकल-फोटॉन प्रक्रियेचा अभ्यास करणारे पार्श्वभूमी फ्लूरोसेंस सिग्नल लक्षणीयरीत्या कमी करून इमेजिंग रिझोल्यूशन सुधारते. सरलीकृत सिग्नल पार्श्वभूमी स्पष्ट केली आहे. मल्टीफोटन मायक्रोस्कोपचा छोटा उत्तेजन प्रदेश देखील फोटोटॉक्सिसिटीला प्रतिबंधित करतो आणि नमुन्याचे नुकसान कमी करते.

आकृती 1: मल्टी-फोटॉन मायक्रोस्कोप प्रयोगात बीम मार्गाचे एक उदाहरण आकृती

लेसर मटेरियल प्रक्रिया
अल्ट्राफास्ट लेसर स्त्रोतांनी अल्ट्राशॉर्ट डाळी सामग्रीशी संवाद साधण्याच्या अनोख्या मार्गामुळे लेसर मायक्रोमॅचिनिंग आणि मटेरियल प्रक्रियेमध्ये क्रांती घडवून आणली आहे. आधी नमूद केल्याप्रमाणे, एलडीटीवर चर्चा करताना, अल्ट्राफास्ट नाडीचा कालावधी सामग्रीच्या जाळीमध्ये उष्णतेच्या प्रसाराच्या वेळेपेक्षा वेगवान असतो. अल्ट्राफास्ट लेसरपेक्षा खूपच लहान उष्णता-प्रभावित झोन तयार करतेनॅनोसेकंद स्पंदित लेसर, परिणामी चीराचे नुकसान कमी होते आणि अधिक अचूक मशीनिंग होते. हे तत्व वैद्यकीय अनुप्रयोगांना देखील लागू आहे, जेथे अल्ट्राफार्ट-लेझर कटिंगची वाढलेली सुस्पष्टता आसपासच्या ऊतींचे नुकसान कमी करण्यास मदत करते आणि लेसर शस्त्रक्रियेदरम्यान रुग्णाच्या अनुभवात सुधारणा करते.

अ‍ॅटोसेकंद डाळी: अल्ट्राफास्ट लेसरचे भविष्य
संशोधन अल्ट्राफास्ट लेसरला पुढे जात असताना, कमी नाडी कालावधीसह नवीन आणि सुधारित प्रकाश स्त्रोत विकसित केले जात आहेत. वेगवान शारीरिक प्रक्रियेबद्दल अंतर्दृष्टी मिळविण्यासाठी, बरेच संशोधक अटोसेकंद डाळींच्या पिढीवर लक्ष केंद्रित करीत आहेत-अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट (एक्सयूव्ही) तरंगलांबी श्रेणीतील सुमारे 10-18 एस. अ‍ॅटोसेकंद डाळी इलेक्ट्रॉन मोशनचा मागोवा घेण्यास परवानगी देतात आणि इलेक्ट्रॉनिक रचना आणि क्वांटम मेकॅनिक्सची आमची समज सुधारतात. औद्योगिक प्रक्रियेत एक्सयूव्ही अटोसेकंद लेसरचे एकत्रीकरण अद्याप महत्त्वपूर्ण प्रगती करणे बाकी आहे, परंतु चालू संशोधन आणि क्षेत्रातील प्रगती या तंत्रज्ञानाला लॅबच्या बाहेर आणि उत्पादनात बाहेर ढकलतील, जसे फेमेटोसेकंद आणि पिकोसेकॉन्डच्या बाबतीत घडले आहे.लेसर स्त्रोत.