Kira-kira 10 tahun yang lalu, penyelidik dari Universiti Lund dan Universiti Porto memperkenalkan alat untuk mengukur tempoh nadi laser ultrafast. Pasukan yang sama kini telah mencapai kejayaan yang membolehkan pengukuran denyutan laser individu merentasi julat parameter yang lebih luas dalam persediaan yang lebih padat.
"Pengukuran standard semasa untuk laser femtosaat, yang biasanya digunakan dalam industri dan perubatan, hanya memberikan anggaran tempoh nadi. Pendekatan kami memberikan ukuran yang lebih lengkap dan boleh menyumbang untuk melepaskan keseluruhan potensi teknologi laser ultrafast," kata Daniel Díaz Rivas, pelajar kedoktoran dalam Fizik Atom di Universiti Lund.
Konsep denyutan femtosaat sukar difahami bagi kebanyakan kita. Namun, ia digunakan untuk pelbagai aplikasi harian, daripada pembedahan mata kepada-pemesinan mikro dalam industri. Denyutan laser yang sangat pendek bahkan boleh menyiasat proses terpantas dalam alam semula jadi, seperti pemindahan tenaga dalam fotosintesis dan dinamik elektron.
Walaupun ia telah digunakan dengan lebih meluas, pengukuran tepat bentuk dan tempoh denyutan tetap menjadi tugas yang sukar. Instrumen elektronik terlalu perlahan, itulah sebabnya penyelidik telah beralih kepada kaedah optik.
Kaedah semasa adalah terhad
Walau bagaimanapun, jenis teknik optik ini biasanya memerlukan berbilang ukuran dalam urutan pengimbasan. Ini menjadikan mereka tidak sesuai untuk menangkap denyutan individu dalam masa nyata.
Versi pukulan-tunggal telah muncul untuk mencirikan denyutan yang sangat pendek yang biasa digunakan dalam sains asas-tetapi bergelut dengan denyutan yang lebih panjang yang lebih biasa digunakan dalam aplikasi industri dan perubatan. Keterbatasan berkaitan dengan kerumitan regangan denyutan yang mencukupi dalam persediaan optik padat.
Penyelesaian yang elegan muncul
Penyelidik di Universiti Lund kini telah membangunkan cara yang padat dan elegan untuk meregangkan denyutan laser ultrafast menggunakan prinsip optik mudah. Penyelidikan itu diterbitkan dalam jurnalOptika.
Dengan menghantar pancaran laser berdenyut melalui parut pembelauan-komponen yang memisahkan cahaya secara spatial kepada warnanya-dan pengimejan parut dengan gabungan kanta, ia boleh mengawal dengan tepat tempoh nadi merentas pancaran laser.
Pendekatan ini membolehkan denyutan femtosaat dipanjangkan lebih daripada sepuluh kali ganda dalam persediaan optik padat.
Ini membolehkan pencirian penuh dalam satu tangkapan, tanpa memerlukan-elemen optik pra-pampasan. Hasil kerja ini adalah teknik serba boleh yang boleh berfungsi untuk tempoh nadi antara beberapa femtosaat hingga ratusan, sekali gus meliputi aplikasi saintifik, industri dan perubatan. Ia membuka pintu kepada-pemantauan masa sebenar bagi denyutan individu, sesuatu yang sebelum ini tidak dapat dicapai oleh banyak platform laser.
Memandang ke hadapan
Di luar pencirian nadi, prinsip optik ini boleh digunakan untuk membentuk sifat spatiotemporal denyutan cahaya dan meneroka cara berbeza untuk mengkaji interaksi jirim-cahaya.
"Memandangkan laser ultrafast terus memacu inovasi dalam sains dan teknologi, alat seperti ini akan menjadi kunci untuk menolak sempadan ketepatan dan pemahaman," Cord Arnold, pensyarah kanan dalam Fizik Atom di Universiti Lund menyimpulkan.
