2023-жылдын 3-октябрындагы кечинде, 2023-жылдын 3-октябрындагы Nobel сыйлыгына 2023-жылга карата Нобель сыйлыгы ачылды, ал эми үч илимпоздун үч окумуштуулугун четтетилген үч окумуштуулардын чеберчилигин өзүлөрүнүн чатырларын чөптөрдү лазердик технологиялар чөйрөсүндө пионер болуп ойногон үч окумуштуулукту чагылдырган.

"ATTOSECOND LASER" деген термин анын атын укмуштуудай кыскача убакыттан кийин, атап айтканда, атайын чатырдын буйругу менен, 10 ^ -18 секундага туура келген. Бул технологиянын терең маанисин түшүнүү үчүн, аттасекондордун эмнени билдирет? ATTOSECOND бир секунданын бирден-бир миллиарддан бир миллиарддан бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиондон бир миллиарддан бир миллиондон бир миллиардга чейин түзөт. Эгерде биз "үрөй учурарлык тоодон бир секундга салыштырса, анда тоонун түбүндө жайгашкан бир дагы бир данга окшош болуп калмак. Бул өтпөгөн убактылуу убактылуу интервалда, атүгүл жарык жеке атомдун көлөмүнө барабар аралыкты ээлей алат. Аттосекциялык лазерлер аркылуу атомдук структуралардын айланасындагы электрондордун татаал динамикасын иликтөө жана башкаруунун болжолдуу динамикасын иликтөө жана башкарууга мүмкүнчүлүк алышат.

Аттосекунд ЛасерлерСызыктуу эмес лазерлерге кол өнөрчүлөрдүн принциптерин колдонгон илимпоздордун желим окуучулары тарабынан кеңири изилдөөлөрдүн жана биргелешкен аракеттердин делегин көрсөтөт. Алардын жургузуу бизде атомдордун, молекулалардын, ал тургай, катуу материалдарда прогноз процесстерин байкоо жана чалгындоо иштерин жүргүзүү үчүн инновациялык вантажы менен камсыз кылды.

Чатырлардын табиятын түшүндүрүп берүү жана кадимки лазерлерге салыштырмалуу салттуу эмес сыпаттарын баалоо үчүн, "Лазердик үй-бүлөдөгү" лазер үй-бүлөсүндө категориялашкандыгын изилдөө зарыл. Толкун узундугу боюнча классификациялоо аттуу жаштар үчүн ультрафиолеттин чегинде, алардын куралдуу лазерлеринен айырмаланып, жумшак рентген жыштыктардан арылтууга чейин ультрафиолеттин чегинде. Өндүрүш режимдери жагынан, аттосекциялык лазерлер пульштап лазерлер категориясына кирип, алардын өтө кыскача тамырлуу мөөнөтү менен мүнөздөлөт. Тынчтык үчүн аналогияны тартуу үчүн, үзгүлтүксүз толкун лазирлерди жаркыраган нурлуу нурлуу жаркыраган жаркыраган жаркыраган жаркырап тургандай, импульстун лазерлери кескин жаркыраган, караңгылыктын жана караңгылык мезгилдеринин ортосунда тез кезектешип, жаркыраган жарыкка окшош. Чындыгында, attosecond lasers жарык берүүчү жана караңгылыктын ичиндеги импульстук жүрүм-турумду көрсөтөт, бирок эки мамлекеттин ортосундагы өткөөл аскердүүлүк чөйрөсүндө, аттосекциялык чөйрөдөгү таң калыштуу жыштыкка өтөт.

Кубат менен андан ары категориялуу лазерлер төмөн кубаттуулукту, орто бийликке жана жогорку бийликке кашааларга бөлүшөт. Аттосекондуу лазерлер өзүлөрүнүн кыска тамыры, импульстун жогорку деңгээлине байланыштуу жогорку чокусуна жетишип, натыйжада бирдикке чейин энергиясынын интенсивдүүлүгү катары аныкталган (p = w / t). Жеке аттесекциялык лазер импульстары өтө чоң энергия (w), алардын кыскартылган убактылуу деңгээли (т) аларды бийик чокусуна көтөрөт.

Өтүнмөнүн домендеринде, Лазерлер спектрди курчап турган өнөр жай, медициналык жана илимий колдонмолор карышанат. Аттосекциялык лазерлер, айрыкча, илимий изилдөөлөрдүн чөйрөсүндө, айрыкча, физика-химия чөйрөсүндө тез өнүгүп келе жаткан кубулуштарды изилдөө чөйрөсүндө, терезеде терезени сунуштаңыз.

Лазер орто чендер менен бөлүштүрүү лазерлерин газ лазерлери, катуу-мамлекеттик лазерлер, суюктук лазерлер жана жарым өткөргүч лазерлер. Аттосекциялык лазерлердин мууну, адатта, газ лазерлерине илинип, жогорку тартиптеги гармонликтерге болгон сызыктуу опоникалык опоникалык эмес гармоникаларга аз калыпта турган газ лазерлерине илинип турат.

Байкалмада, аттосекциялык лазерлер кыска тамырлар лазерлеринин уникалдуу классын түзүшөт, адатта, аттосекондордо өзүлөрүнүн укмуштай кыскача дитурасы менен өлчөнөт. Натыйжада, алар атомдордун, молекулалардын жана катуу материалдардын ичиндеги электрондордун динамикалык процесстерин байкоо жана контролдоо үчүн алмаштырылгыс куралдар болуп калышты.

Аттосекунд Лазердик Муундун иштеп чыгуу процесси

Аттосекунд Лазердик технологиялар илимий инновациялардын алдыңкы орунда турат, муун үчүн кызыктуу шарттар менен мактанган. Аттосекунд Лазердик Муундардын терсикалык мүнөздөмөлөрүн түшүндүрүп берүү үчүн, биз анын негизги принциптеринин кыскача экспозициясы менен баштайбыз, андан кийин күнүмдүк тажрыйбалардан алынган жаркын метафоралар менен баштайбыз. Тийиштүү физика татаалдашпаган окурмандар көңүлү чөкпөйт, анткени кийинки метафоралар, аттосекциялык лазерлердин негиздүү физикасын көрсөтүүнү максат кылууга багытталган.

Чатырларын муунтуу процесси негизинен жогорку гармоникалык муун (HHG) деп аталган техникага таянат. Биринчиден, жогорку интенсивдүү фемтосекциялык фемтосекция (10 ^ -15 секунда) лазердик импульстар газдуу максаттуу материалга байланган Бул фемтосекунд лазерлерин белгилөө керек. Күчтүү лазердик талаанын таасири астында газ атомдорундагы электрондор өз атомдук ядросу, эркин электрондордун абалына кирген атомдук ядролорунан бошотулат. Бул электрондор Лазердик талаага жооп катары, алар акыры, жаңы жогорку энергияны жаратып, ата-энеси атомдук ядросу менен кайтып келишет, алар өз ата-энеси атомдук ядросу менен кайтып келишет.

Бул процессте электрондор өтө жогорку ылдамдыкта жүрүп, атом ядросу менен калыбына келтирилгенден кийин, алар жогорку гармониялык чыгаруулар түрүндө кошумча энергия чыгарып, жогорку гармониялык чыгаруулар түрүндө кошумча энергия беришет, жогорку энергия фотондор катары көрсөтүлөт.

Жаңы өндүрүлгөн жогорку энергия фотондорунун жыштыктары түпнускадагы лазердик жыштыктын бир нече эсе көп өлчөмдөгү гармоникасы, "гармонлик" жыштыктын түпнуска жыштыктагы ажырагыс болгон жыштыктарды билдирет. Өткөрүү лазерлерине жетишүү үчүн, бул жогорку деңгээлдеги гармоникаларды тандап, белгилүү гармониканы тандоо жана аларды конценталдык топтомун топтоо үчүн чыпкалоо жана көңүл буруу керек болот. Кааласаңыз, импульстун кысуу ыкмалары импульстун узактыгын андан ары кыскартып, аттесек диапазондогу ультра-кыска импульсту колдоно алат. Кыязы, чиркөө лазерлеринин мууну татаал жана көп кырдуу жана адистештирилген процесстин жогорку деңгээлин жана адистештирилген жабдыктарын талап кылган татаал жана көп кырдуу процессти талап кылат.

Бул татаал процессти бузуу үчүн, күнүмдүк сценарийлерге метафоралык параллелдүү жерге жиберебиз:

Жогорку интенсивдүүлүк Фемтосекондуу Лазердик импульстар:

Өзгөчө күчтүү ылдамдыкта заматта таштандыларга ээ болгон таштандыларга ээ болгон өзгөчө күчтүү катапульт бар, ал жогорку интенсивдүүлүк фемтосекциялык лазер импульстары менен ойногон ролду ойногон.

Gureous Максаттуу материал:

Суунун ар бир тамчылары сууларынын ар бир друптасы суунун ар бир дүлөйлөрүн билдирген бордун максаттуу материалын символдорду билдирген суунун бейкапар сууга сүрөт тартыңыз. Суунун бул органына таш бараңга алуу актысы, бул масштабдагы фемтосекодалдык лазердин импульстарынын пайда болгон жогорку интенсивдүү фемтосекциялык лазеринин таасирин күзгүдөй айландырат.

Электрондук кыймыл жана рекомбинация (физикалык жактан өтүү):

Фемтосекодалдык лазер импульстар газ атомдоруна таасирин тийгизгенде, бир кыйла сырткы электрондор бир катар тышкы электрондор бир заматта, алар өзүлөрүнүн атомдук ядросунан чыккан мамлекетке бөлүнүп, плазма сымал абалын түзүшөт деп эсептешет. Тутумдун энергиясы кийин азайып баратканда, Лазердик импульстар бузулгандыктан, бул эфирдик электрондор өзүлөрүнүн энергия ядросунун атомдук ядросунун айланасына кайтып келишет.

Жогорку гармоникалык муун:

Ар бир жолу көлдүн тамчысы көлдүн бетине түшкөн сайын түшүп кетип, быдырларга, быдырларга, аттасек лазерлердеги гармоникага окшош. Бул быдырлар фемтосекциялык Лазер пульсынан келип чыккан түпкүрдүн түпкү быдырларына караганда жогорку жыштыктар жана амплитуддары жогору. Г.Г.з.ч., күчтүү лазердик нур учурунда, тынымсыз ыргытып, көлдүн бетине окшош газ бутасын жарыктандырат. Бул күчтүү лазер талаасы быдырларга, ата-энесинин атомдорунан алыстап, андан соң аларды кайра тартып салыңыз. Электронтон атомго кайтып келген сайын, ал жаңы лазер нурын жогору жыштык менен, көбүрөөк татаал быдырлар үлгүлөрүн чагылдырат.

Чыпкалоо жана көңүл буруу:

Жаңы түзүлгөн Лазердик устундардын бардыгын айкалыштырат ар кандай түстөрдүн спектрин (жыштыктар же толкун узундуктары) түзөт, кээ бирлери, алардын айрымдары аттостон лазерин түзөт. Белгилүү бир быдырлар жана жыштыктарды изоляциялоо үчүн, сиз адистештирилген чыпканы колдоно аласыз, алардан каалаган быдырларын тандап, аларды чоңойтуу үчүн чоңойтуучу айнекти колдоно аласыз жана аларды белгилүү бир аймакка буруу үчүн чоңойтуучу айнекти колдоно аласыз.

Пульс кысуу (зарыл болсо):

Эгерде сиз быдырларга тезирээк жана кыскача таркатууну максат кылсаңыз, анда ар бир быдырларга созулган убакытты кыскартууну, адистештирилген шайманды колдонуп, алардын пропагандасын тездетсеңиз болот. ATTOSECOND LASERS мууну процесстердин татаал интерпосун камтыйт. Бирок, бузулуп, элестетилгенде, ал түшүнүктүү болуп калат.