Laser ultraveloce per a scienza di l'attosecondu

Laser ultra veloceper a scienza di l'attosecondu
Attualmente, l'impulsi di attosecondi sò ottenuti principalmente per via di a generazione armonica di ordine superiore (HHG) guidata da campi forti. L'essenza di a so generazione pò esse capita cum'è l'elettroni chì sò ionizzati, accelerati è ricombinati da un forte campu elettricu laser per liberà energia, emettendu cusì impulsi XUV di attosecondi.
Dunque, l'output di attosecondi hè estremamente sensibile à a larghezza di l'impulsu, l'energia, a lunghezza d'onda è a frequenza di ripetizione di ulaser di guida(Laser ultraveloce): una larghezza d'impulsu più corta hè benefica per isolà l'impulsi d'attosecondi, una energia più alta migliora a ionizazione è l'efficienza, una lunghezza d'onda più longa aumenta l'energia di taglio ma riduce significativamente l'efficienza di cunversione, è una velocità di ripetizione più alta migliora u rapportu segnale-rumore ma hè limitata da l'energia di un unicu impulsu. Diverse applicazioni (cum'è a microscopia elettronica, a spettroscopia d'assorbimentu di raggi X, u conteggio di coincidenze, ecc.) anu diverse accenti nantu à l'indice d'impulsu d'attosecondi, chì pone in avanti requisiti differenziati è cumpleti per a guida di i laser. U miglioramentu di e prestazioni di a guida di i laser hè cruciale per l'usu in a scienza di l'attosecondi.

Quattru percorsi tecnologichi principali per migliurà e prestazioni di i laser di guida (laser ultra veloce)
1. Energia più alta: Cuncipitu per superà a bassa efficienza di cunversione di HHG è ottene impulsi di attosecondi à altu rendimentu. L'evoluzione tecnologica hè passata da l'amplificazione tradiziunale di impulsi chirpati (CPA) à a famiglia di amplificazione parametrica ottica, cumprese l'amplificazione di impulsi chirpati parametrica ottica (OPCPA), l'OPA chirpatu duale (DC-OPA), l'OPA di duminiu di frequenza (FOPA) è l'OPCPA di corrispondenza quasi di fase (QPCPA). Cumbinendu ancu e tecniche di sintesi di sintesi di fasciu coerente (CBC) è di amplificazione di divisione di impulsi (DPA) per superà i limiti fisichi di l'amplificatori à canale unicu, cum'è l'effetti termichi è i danni non lineari, è ottene una pruduzzione di energia di livellu Joule.
2. Larghezza d'impulsu più corta: Cuncipitu per generà impulsi d'attosecondi isolati chì ponu esse aduprati per analizà a dinamica elettronica, chì necessitanu pochi o ancu impulsi di guida subperiodici è una fase di inviluppo di portante stabile (CEP). E tecnulugie principali includenu l'usu di tecniche di post-compressione non lineari cum'è a fibra à core cavu (HCF), u film multi-sottile (MPSC) è a cavità multicanale (MPC) per cumpressà a larghezza d'impulsu à lunghezze estremamente corte. A stabilità CEP hè misurata aduprendu un interferometru f-2f è ottenuta per mezu di feedback/feedforward attivu (cum'è AOFS, AOPDF) o meccanismi di autostabilizzazione passiva tutta ottica basati nantu à prucessi di differenza di frequenza.
3. Lunghezza d'onda più longa: Cuncepita per spinghje l'energia di i fotoni attosecondi à a banda di a "finestra d'acqua" per l'imaghjini di biomolecule. I trè percorsi tecnologichi principali sò:
Amplificazione parametrica ottica (OPA) è a so cascata: Hè a suluzione principale in a gamma di lunghezze d'onda 1-5 μm, utilizendu cristalli cum'è BiBO è MgO: LN; > Cristalli cum'è ZGP è LiGaS₂ sò richiesti per a banda di lunghezza d'onda di 5 μm.
Generazione di Frequenza Differenziale (DFG) è Frequenza Differenziale Intra Pulse (IPDFG): pò furnisce fonti di sementi cù stabilità CEP passiva.
A tecnulugia laser diretta, cum'è i laser calcogenuri drogati cù metalli di transizione Cr: ZnS/Se, hè cunnisciuta cum'è "zaffiro di titaniu à infrarossu mediu" è hà i vantaghji di una struttura compatta è di una alta efficienza.
4. Frequenza di ripetizione più alta: destinata à migliurà u rapportu segnale-rumore è l'efficienza di l'acquisizione di dati, è à affrontà i limiti di l'effetti di carica spaziale. Dui percorsi principali:
Tecnulugia di cavità migliorata da risonanza: l'usu di cavità risonanti d'alta precisione per migliurà a putenza di piccu di impulsi di frequenza ripetitiva à livellu di megahertz per guidà HHG, hè stata applicata in campi cum'è i pettini di frequenza XUV, ma a generazione di impulsi di attosecondi isolati pone sempre sfide.
Alta frequenza di ripetizione èlaser d'alta putenzaL'azionamentu direttu, cumprese OPCPA, fibra CPA cumminata cù post-compressione non lineare è oscillatore à film sottile, hà ottenutu una generazione di impulsi di attosecondi isolati à una frequenza di ripetizione di 100 kHz.