IsmétlődőGigahertzesaz egyedi színekkel és formákkal rendelkező impulzusok új lehetőségeket nyitnak meg az ultragyors képalkotásban és lézeres feldolgozásban.
A Tokiói Egyetem és a japán Saitama Egyetem kutatóiból álló csapat kifejlesztett egy innovatív optikai technikát, amelyet "spektrumsiklónak" neveznek. A technika egyidejűleg képes GHz-es impulzussorozatokat generálni, és kialakítani azok térbeli profilját.
Az erősen ismétlődő impulzusok generálása és formálása nagy ígéretet jelent számos alkalmazás számára, beleértve a nagy sebességű fényképezést, a lézeres feldolgozást és az akusztikus hullámgenerálást. A ~0,01 ~ ~10 nanoszekundum intervallumú gigahertzes (GHz) impulzusok különösen értékesek az ultragyors jelenségek megjelenítésében és a lézeres feldolgozás hatékonyságának javításában.
Jelenleg, bár az iparban rendelkezésre állnak módszerek GHz-es impulzussorozatok előállítására, továbbra is kihívások maradnak, mint például az impulzusenergia nem hatékony kibocsátása, az impulzusintervallumok rossz hangolhatósága és a meglévő rendszerek bonyolultsága. Ezenkívül az egyes GHz-es burst impulzusok térbeli profiljának alakítása korlátozott a térbeli fénymodulátorok elégtelen válasza miatt.
E kihívások kezelésére a fent említett kutatócsoport új rendszert dolgozott ki.
A megközelítés az ultrarövid impulzusok vízszintes szétszóródásából áll egy diffrakciós rácson keresztül, párhuzamos tükrök segítségével az impulzusok különböző hullámhosszúságú térbeli szétválasztására. Ezek a függőlegesen elhelyezett impulzusok térbeli fénymodulátor segítségével egyedileg térben modulálhatók. Az eredményül kapott modulált impulzusok a GHz-es tartományban különböző időkésleltetésekkel spektrálisan elválasztott GHz-es impulzussorozatokat hoznak létre, amelyek térbeli profiljában mindegyik egyedi alakkal rendelkezik.
A jelentések szerint a módszer sikeresen generál GHz-es burst impulzusokat a hullámhossz és az időintervallum diszkrét változásaival. Bemutatja a térbeli profilok kialakulását, beleértve a pozícióeltolódásokat és a csúcsok felosztását. A módszer alkalmazása ultragyors spektrális képalkotásra bizonyítja, hogy képes egyidejűleg megragadni a különböző hullámhosszú sávok dinamikáját.
A módszer lehetővé teszi az ultragyors képalkotást nanoszekundumtól nanoszekundumig terjedő időskálán, lehetővé téve a gyors, nem ismétlődő jelenségek elemzését. Lehetséges alkalmazásai közé tartozik az ismeretlen ultragyors jelenségek feltárása és a gyors fizikai folyamatok nyomon követése ipari környezetben. A GHz-es impulzusok egyedi alakításának képessége a precíziós lézeres feldolgozásban és lézerterápiában is igen ígéretes.
Nevezetesen, a csapat innovatív megközelítése kompakt kialakítást és fokozott hordozhatóságot eredményezett, amely alkalmassá tette a tudományos kutatási létesítményekben és különféle ipari technológiákban való használatra.
Keitaro Shimada, Ph.D. kandidátus a Biomérnöki TanszékenTokiói Egyetem, mondta: "Egyedülálló optikai szerkezetünk lehetővé teszi az ultrarövid impulzusok háromdimenziós optikai úttal történő manipulálását, ami a GHz-es sorozatok példátlan térbeli manipulációját eredményezi."
Hozzátette: "A spektrumváltás a GHz-es burst impulzusok széles tartományát biztosítja 10 pikoszekundumtól 10 nanoszekundumig terjedő intervallumban. Úgy gondolom, hogy a technológiánkon alapuló alkalmazások különféle célpontokra, beleértve a plazmát, fémeket és sejteket, felgyorsítják a tudományos felfedezést. és technológiai innováció az iparban és az orvostudományban."
Ez az innovatív technológia megnyitja az utat az ultragyors képalkotás továbbfejlesztése előtt, ami kihat a tudományos kutatásra és az ipari alkalmazásokra. Az a képessége, hogy egyidejűleg GHz-es impulzusokat generál és formál, sokoldalú eszközt kínál a gyors jelenségek tanulmányozására és a lézeralapú folyamatok javítására.
