ప్రత్యేకమైన అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ పార్ట్ టూ

విశిష్టమైనదిఅల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్రెండవ భాగం

వ్యాప్తి మరియు పల్స్ వ్యాప్తి: సమూహం ఆలస్యం వ్యాప్తి
అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు ఎదురయ్యే అత్యంత క్లిష్టమైన సాంకేతిక సవాళ్లలో ఒకటి ప్రారంభంలో విడుదలయ్యే అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్‌ల వ్యవధిని నిర్వహించడం.లేజర్. అల్ట్రాఫాస్ట్ పప్పులు సమయం వక్రీకరణకు చాలా అవకాశం కలిగి ఉంటాయి, ఇది పప్పులను పొడవుగా చేస్తుంది. ప్రారంభ పల్స్ యొక్క వ్యవధి తగ్గడంతో ఈ ప్రభావం మరింత తీవ్రమవుతుంది. అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌లు 50 సెకన్ల వ్యవధితో పల్స్‌లను విడుదల చేయగలవు, లక్ష్య స్థానానికి పల్స్‌ను ప్రసారం చేయడానికి అద్దాలు మరియు లెన్స్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా వాటిని సమయానికి విస్తరించవచ్చు లేదా గాలి ద్వారా పల్స్‌ను ప్రసారం చేయవచ్చు.

ఈ సమయ వక్రీకరణ అనేది గ్రూప్ డిలేటెడ్ డిస్పర్షన్ (GDD) అని పిలువబడే కొలతను ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది, దీనిని సెకండ్-ఆర్డర్ డిస్పర్షన్ అని కూడా పిలుస్తారు. వాస్తవానికి, అల్ట్రాఫార్ట్-లేజర్ పప్పుల సమయ పంపిణీని ప్రభావితం చేసే అధిక-ఆర్డర్ డిస్పర్షన్ నిబంధనలు కూడా ఉన్నాయి, అయితే ఆచరణలో, ఇది సాధారణంగా GDD ప్రభావాన్ని పరిశీలించడానికి సరిపోతుంది. GDD అనేది ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత విలువ, ఇది ఇచ్చిన పదార్థం యొక్క మందానికి సరళంగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. లెన్స్, విండో మరియు ఆబ్జెక్టివ్ కాంపోనెంట్‌ల వంటి ట్రాన్స్‌మిషన్ ఆప్టిక్స్ సాధారణంగా సానుకూల GDD విలువలను కలిగి ఉంటాయి, ఇది ఒకసారి కంప్రెస్ చేయబడిన పప్పులు ప్రసార ఆప్టిక్‌లకు విడుదల చేసిన వాటి కంటే ఎక్కువ పల్స్ వ్యవధిని ఇస్తాయని సూచిస్తుంది.లేజర్ వ్యవస్థలు. తక్కువ పౌనఃపున్యాలు (అనగా, పొడవైన తరంగదైర్ఘ్యాలు) కలిగిన భాగాలు అధిక పౌనఃపున్యాలు (అంటే, తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలు) ఉన్న భాగాల కంటే వేగంగా వ్యాపిస్తాయి. పల్స్ మరింత ఎక్కువ పదార్థం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, పల్స్‌లోని తరంగదైర్ఘ్యం కాలక్రమేణా మరింతగా విస్తరిస్తూనే ఉంటుంది. తక్కువ పల్స్ వ్యవధి మరియు విస్తృత బ్యాండ్‌విడ్త్‌ల కోసం, ఈ ప్రభావం మరింత అతిశయోక్తిగా ఉంటుంది మరియు గణనీయమైన పల్స్ సమయం వక్రీకరణకు దారి తీస్తుంది.

అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ అప్లికేషన్లు
స్పెక్ట్రోస్కోపీ
అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ మూలాల ఆవిర్భావం నుండి, స్పెక్ట్రోస్కోపీ వారి ప్రధాన అప్లికేషన్ ప్రాంతాలలో ఒకటి. పల్స్ వ్యవధిని ఫెమ్టోసెకన్‌లు లేదా అటోసెకన్‌లకు తగ్గించడం ద్వారా, భౌతిక శాస్త్రం, రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవశాస్త్రంలో చారిత్రకంగా అసాధ్యమైన డైనమిక్ ప్రక్రియలను ఇప్పుడు సాధించవచ్చు. కీలక ప్రక్రియలలో ఒకటి పరమాణు చలనం, మరియు పరమాణు చలనం యొక్క పరిశీలన కిరణజన్య సంయోగ ప్రోటీన్లలో పరమాణు కంపనం, పరమాణు విచ్ఛేదనం మరియు శక్తి బదిలీ వంటి ప్రాథమిక ప్రక్రియలపై శాస్త్రీయ అవగాహనను మెరుగుపరిచింది.

బయోఇమేజింగ్
పీక్-పవర్ అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌లు నాన్‌లీనియర్ ప్రక్రియలకు మద్దతు ఇస్తాయి మరియు మల్టీ-ఫోటాన్ మైక్రోస్కోపీ వంటి బయోలాజికల్ ఇమేజింగ్ కోసం రిజల్యూషన్‌ను మెరుగుపరుస్తాయి. బహుళ-ఫోటాన్ వ్యవస్థలో, జీవ మాధ్యమం లేదా ఫ్లోరోసెంట్ లక్ష్యం నుండి నాన్‌లీనియర్ సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి, రెండు ఫోటాన్‌లు స్థలం మరియు సమయంలో అతివ్యాప్తి చెందాలి. ఈ నాన్ లీనియర్ మెకానిజం సింగిల్-ఫోటాన్ ప్రక్రియల అధ్యయనాలను ప్రభావితం చేసే బ్యాక్‌గ్రౌండ్ ఫ్లోరోసెన్స్ సిగ్నల్‌లను గణనీయంగా తగ్గించడం ద్వారా ఇమేజింగ్ రిజల్యూషన్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది. సరళీకృత సిగ్నల్ నేపథ్యం వివరించబడింది. మల్టీఫోటాన్ మైక్రోస్కోప్ యొక్క చిన్న ఉత్తేజిత ప్రాంతం కూడా ఫోటోటాక్సిసిటీని నిరోధిస్తుంది మరియు నమూనాకు నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది.

మూర్తి 1: బహుళ-ఫోటాన్ మైక్రోస్కోప్ ప్రయోగంలో బీమ్ పాత్ యొక్క ఉదాహరణ రేఖాచిత్రం

లేజర్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్
అల్ట్రాషార్ట్ పప్పులు పదార్థాలతో సంకర్షణ చెందే ఏకైక మార్గం కారణంగా అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ మూలాలు లేజర్ మైక్రోమచినింగ్ మరియు మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్‌లో కూడా విప్లవాత్మక మార్పులు చేశాయి. ముందే చెప్పినట్లుగా, LDT గురించి చర్చిస్తున్నప్పుడు, అల్ట్రాఫాస్ట్ పల్స్ వ్యవధి పదార్థం యొక్క లాటిస్‌లోకి ఉష్ణ వ్యాప్తి యొక్క సమయ ప్రమాణం కంటే వేగంగా ఉంటుంది. అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌లు దాని కంటే చాలా చిన్న ఉష్ణ-ప్రభావిత జోన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయినానోసెకండ్ పల్సెడ్ లేజర్స్, తక్కువ కోత నష్టాలు మరియు మరింత ఖచ్చితమైన మ్యాచింగ్ ఫలితంగా. ఈ సూత్రం వైద్యపరమైన అనువర్తనాలకు కూడా వర్తిస్తుంది, ఇక్కడ అల్ట్రాఫార్ట్-లేజర్ కట్టింగ్ యొక్క పెరిగిన ఖచ్చితత్వం చుట్టుపక్కల కణజాలానికి నష్టాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది మరియు లేజర్ శస్త్రచికిత్స సమయంలో రోగి అనుభవాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

అటోసెకండ్ పప్పులు: అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌ల భవిష్యత్తు
పరిశోధన అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేయడం కొనసాగిస్తున్నందున, తక్కువ పల్స్ వ్యవధితో కొత్త మరియు మెరుగైన కాంతి వనరులు అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి. వేగవంతమైన భౌతిక ప్రక్రియలపై అంతర్దృష్టిని పొందడానికి, చాలా మంది పరిశోధకులు అటోసెకండ్ పప్పుల ఉత్పత్తిపై దృష్టి సారిస్తున్నారు - విపరీతమైన అతినీలలోహిత (XUV) తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో సుమారు 10-18 సెకన్లు. అటోసెకండ్ పప్పులు ఎలక్ట్రాన్ కదలికను ట్రాక్ చేయడానికి అనుమతిస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం మరియు క్వాంటం మెకానిక్స్‌పై మన అవగాహనను మెరుగుపరుస్తాయి. పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో XUV అటోసెకండ్ లేజర్‌ల ఏకీకరణ ఇంకా గణనీయమైన పురోగతిని సాధించనప్పటికీ, ఈ రంగంలో కొనసాగుతున్న పరిశోధనలు మరియు పురోగతులు ఫెమ్‌టోసెకండ్ మరియు పికోసెకండ్‌ల మాదిరిగానే ఈ సాంకేతికతను ల్యాబ్ నుండి మరియు తయారీలోకి నెట్టివేస్తాయి.లేజర్ మూలాలు.