អនុ-20 femtosecond ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញប្រភពឡាស៊ែរដែលមានជីពចរ

ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញរង 20 femtosecondប្រភពឡាស៊ែរដែលអាចបត់បែនបាន។

ថ្មីៗនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយមកពីចក្រភពអង់គ្លេសបានចេញផ្សាយការសិក្សាប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតដោយប្រកាសថាពួកគេបានអភិវឌ្ឍដោយជោគជ័យនូវឧបករណ៍បំលែងពន្លឺកម្រិត 20 femtosecond ដែលអាចមើលឃើញដោយមេហ្គាវ៉ាត់។ប្រភពឡាស៊ែរជីពចរ. ប្រភពឡាស៊ែរដែលមានជីពចរនេះ លឿនជ្រុលឡាស៊ែរជាតិសរសៃប្រព័ន្ធមានសមត្ថភាពបង្កើតជីពចរជាមួយនឹងប្រវែងរលកដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបាន រយៈពេលខ្លីជ្រុល ថាមពលខ្ពស់រហូតដល់ 39 ណាណូជូល និងថាមពលខ្ពស់បំផុតលើសពី 2 មេហ្គាវ៉ាត់ ដោយបើកការរំពឹងទុកកម្មវិធីថ្មីសម្រាប់វិស័យដូចជា ultrafast spectroscopy ការថតរូបភាពជីវសាស្រ្ត និងដំណើរការឧស្សាហកម្ម។

ការបន្លិចស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យានេះស្ថិតនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិធីសាស្ត្រទំនើបពីរ៖ "ការបំភាយមិនលីនេអ៊ែរដែលគ្រប់គ្រងដោយ Gain-Managed (GMNA)" និង "ការបំភាយ Resonant Dispersive Wave (RDW)"។ កាលពីមុន ដើម្បីទទួលបានជីពចរ ultrashhort ដែលអាចលៃតម្រូវបានដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ឡាស៊ែរ titanium-sapphire ដែលមានតម្លៃថ្លៃ និងស្មុគស្មាញ ជាធម្មតាត្រូវបានទាមទារ។ ឧបករណ៍ទាំងនេះមិនត្រឹមតែមានតម្លៃថ្លៃ សំពីងសំពោង និងពិបាកក្នុងការថែទាំប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងកំណត់ដោយអត្រាពាក្យដដែលៗទាប និងជួរលៃតម្រូវ។ ដំណោះស្រាយដែលមានជាតិសរសៃទាំងអស់ដែលបានបង្កើតឡើងនៅពេលនេះមិនត្រឹមតែជួយសម្រួលដល់ស្ថាបត្យកម្មប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងកាត់បន្ថយការចំណាយ និងភាពស្មុគស្មាញយ៉ាងច្រើនផងដែរ។ វាអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតដោយផ្ទាល់នៃអនុ 20 femtosecond ដែលអាចលៃតម្រូវបានពី 400 ទៅ 700 nanometers និងលើសពីជីពចរដែលមានថាមពលខ្ពស់នៅប្រេកង់ដដែលៗខ្ពស់នៃ 4.8 MHz ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវសម្រេចបាននូវរបកគំហើញនេះតាមរយៈស្ថាបត្យកម្មប្រព័ន្ធដែលបានរចនាយ៉ាងជាក់លាក់។ ទីមួយ ពួកគេបានប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បំប្លែងជាតិសរសៃ ytterbium ដែលចាក់សោដោយរបៀបរក្សារាងប៉ូលយ៉ាងពេញលេញ ដោយផ្អែកលើកញ្ចក់សង្វៀនពង្រីកមិនលីនេអ៊ែរ (NALM) ជាប្រភពគ្រាប់ពូជ។ ការរចនានេះមិនត្រឹមតែធានានូវស្ថេរភាពរយៈពេលវែងនៃប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជៀសវាងបញ្ហានៃការរិចរិលនៃសារធាតុស្រូបយកសារធាតុឆ្អែត។ បន្ទាប់ពីការបង្ហាប់មុន និងការបង្ហាប់ជីពចរ គ្រាប់ពូជត្រូវបានណែនាំទៅក្នុងដំណាក់កាល GMNA ។ GMNA ប្រើប្រាស់ម៉ូឌុលដំណាក់កាលដោយខ្លួនឯង និងការបែងចែកការទទួលបាន asymmetric បណ្តោយនៅក្នុងសរសៃអុបទិក ដើម្បីសម្រេចបាននូវការពង្រីកវិសាលគម និងបង្កើតជីពចរខ្លីៗជាមួយនឹងសំឡេងរោទ៍លីនេអ៊ែរដែលស្ទើរតែល្អឥតខ្ចោះ ដែលទីបំផុតត្រូវបានបង្ហាប់ទៅអនុ 40 femtoseconds តាមរយៈគូដែលដឹងគុណ។ ក្នុងកំឡុងដំណាក់កាលជំនាន់ RDW អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើការរចនាដោយខ្លួនឯង និងផលិតសរសៃប្រហោងប្រហោង-ស្នូលចំនួនប្រាំបួន-resonator anti-resonance ។ ប្រភេទនៃសរសៃអុបទិកនេះមានការបាត់បង់ទាបបំផុតនៅក្នុងក្រុម Pump Pulse Band និងតំបន់ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យថាមពលត្រូវបានបំប្លែងយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពពីស្នប់ទៅជារលកដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ និងជៀសវាងការជ្រៀតជ្រែកដែលបណ្តាលមកពីក្រុមតន្រ្តី resonant ការបាត់បង់ខ្ពស់។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌល្អប្រសើរបំផុត ទិន្នផលថាមពលជីពចររលកបែកខ្ញែកដោយប្រព័ន្ធអាចឈានដល់ 39 ណាណូជូ ទទឹងជីពចរខ្លីបំផុតអាចឡើងដល់ 13 ហ្វាមតូវិនាទី ថាមពលកំពូលអាចឡើងដល់ 2.2 មេហ្គាវ៉ាត់ ហើយប្រសិទ្ធភាពបំប្លែងថាមពលអាចខ្ពស់ដល់ 13% ។ កាន់តែគួរឱ្យរំភើបជាងនេះទៅទៀតនោះគឺថា តាមរយៈការកែតម្រូវសម្ពាធឧស្ម័ន និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសរសៃ ប្រព័ន្ធអាចពង្រីកបានយ៉ាងងាយស្រួលទៅកាន់ក្រុមកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ និងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ដោយសម្រេចបាននូវការលៃតម្រូវកម្រិតធំទូលាយពីអ៊ុលត្រាវីយូឡេជ្រៅទៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។

ការស្រាវជ្រាវនេះមិនត្រឹមតែមានសារៈសំខាន់ក្នុងវិស័យជាមូលដ្ឋាននៃ photonics ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបើកស្ថានភាពថ្មីសម្រាប់វិស័យឧស្សាហកម្ម និងកម្មវិធីផងដែរ។ ជាឧទាហរណ៍ នៅក្នុងវិស័យដូចជាការថតរូបភាពមីក្រូទស្សន៍ពហុហ្វូតុន វិសាលគមដែលដោះស្រាយពេលវេលាលឿនបំផុត ការកែច្នៃសម្ភារៈ ឱសថភាពជាក់លាក់ និងការស្រាវជ្រាវអុបទិកដែលមិនលីនេអ៊ែរលឿនបំផុត ប្រភពពន្លឺប្រភេទថ្មីដែលមានទំហំតូច មានប្រសិទ្ធភាព និងតម្លៃទាបនេះនឹងផ្តល់ឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់នូវឧបករណ៍ និងភាពបត់បែនដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក។ ជាពិសេសនៅក្នុងសេណារីយ៉ូដែលទាមទារអត្រាពាក្យដដែលៗខ្ពស់ ថាមពលកំពូល និងជីពចរខ្លីជ្រុល បច្ចេកវិទ្យានេះគឺពិតជាមានការប្រកួតប្រជែងជាង និងមានសក្តានុពលផ្សព្វផ្សាយច្រើនជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធអំព្លីទីតាញ៉ូម-ត្បូងកណ្តៀងប្រពៃណី ឬប្រព័ន្ធប៉ារ៉ាមេតអុបទិក។

នៅពេលអនាគត ក្រុមស្រាវជ្រាវគ្រោងនឹងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រព័ន្ធបន្ថែមទៀត ដូចជាការរួមបញ្ចូលស្ថាបត្យកម្មបច្ចុប្បន្នដែលមានសមាសធាតុអុបទិកចន្លោះទំនេរច្រើនចូលទៅក្នុងសរសៃអុបទិក ឬសូម្បីតែការប្រើលំយោល Mamyshev តែមួយដើម្បីជំនួសលំយោលបច្ចុប្បន្ន និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ amplifier ដើម្បីសម្រេចបាននូវការបង្រួមតូច និងការរួមបញ្ចូលនៃប្រព័ន្ធ។ លើសពីនេះ ដោយការសម្របខ្លួនទៅនឹងប្រភេទផ្សេងគ្នានៃសរសៃប្រឆាំងនឹងរ៉េសូណង់ ដោយការណែនាំនូវឧស្ម័នសកម្ម Raman និងម៉ូឌុលទ្វេដងប្រេកង់ ប្រព័ន្ធនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងពង្រីកទៅជាក្រុមធំជាងមុន ដោយផ្តល់នូវដំណោះស្រាយឡាស៊ែរទាំងអស់ដែលមានគ្រប់សរសៃ វ៉ាយហ្វាយ អ៊ុលត្រាសោន សម្រាប់វិស័យជាច្រើនដូចជា អ៊ុលត្រាវីយូឡេ ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ និងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។

រូបភាពទី 1. ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃការលៃតម្រូវនៃឡាស៊ែរជីពចរ