Prije otprilike 10 godina istraživači sa Sveučilišta Lund i Sveučilišta Porto predstavili su alat za mjerenje trajanja pulsa ultrabrzih lasera. Isti tim sada je postigao napredak koji omogućuje mjerenje pojedinačnih laserskih impulsa u širem rasponu parametara u kompaktnijoj postavci.
"Trenutna standardna mjerenja za femtosekundne lasere, koja se obično koriste u industriji i medicini, daju samo procjenu trajanja impulsa. Naš pristup daje potpunije mjerenje i može doprinijeti oslobađanju cijelog potencijala ultrabrze laserske tehnologije", kaže Daniel Díaz Rivas, doktorand atomske fizike na Sveučilištu Lund.
Koncept femtosekundnih impulsa većini nas teško je shvatiti. Ipak, koriste se za širok raspon svakodnevnih primjena, od kirurgije oka do mikro-strojne obrade u industriji. Ekstremno kratki laserski impulsi čak mogu istraživati najbrže procese u prirodi, poput prijenosa energije u fotosintezi i dinamike elektrona.
Iako se sve više koriste, precizno mjerenje oblika i trajanja impulsa ostaje težak zadatak. Elektronički instrumenti su prespori, zbog čega su se istraživači okrenuli optičkim metodama.
Sadašnje metode su ograničene
Međutim, ove vrste optičkih tehnika obično zahtijevaju višestruka mjerenja u nizu skeniranja. To ih čini neprikladnima za hvatanje pojedinačnih impulsa u stvarnom vremenu.
Jednostruke-verzije su se pojavile za karakteriziranje vrlo kratkih impulsa koji se obično koriste u temeljnoj znanosti-ali se bore s duljim impulsima koji se češće koriste u industrijskim i medicinskim primjenama. Ograničenja su povezana sa složenošću dovoljnog rastezanja impulsa unutar kompaktne optičke postavke.
Pojavljuje se elegantno rješenje
Istraživači sa Sveučilišta Lund sada su razvili kompaktan i elegantan način za rastezanje ultrabrzih laserskih impulsa koristeći jednostavan optički princip. Istraživanje je objavljeno u časopisuOptica.
Slanjem pulsirajuće laserske zrake kroz difrakcijsku rešetku-komponentu koja prostorno razdvaja svjetlost u njezine boje-i oslikavanjem rešetke kombinacijom leća, mogu precizno kontrolirati trajanje pulsa preko laserske zrake.
Ovaj pristup omogućuje da se femtosekundni impulsi produže više od deset puta unutar kompaktne optičke postavke.
To omogućuje potpunu karakterizaciju u jednom snimku, bez potrebe za pred{0}}kompenzacijskim optičkim elementima. Rezultat ovog rada je svestrana tehnika koja može raditi za trajanje impulsa u rasponu od nekoliko femtosekundi do stotina, čime pokriva znanstvene, industrijske i medicinske primjene. Otvara vrata-praćenju pojedinačnih impulsa u stvarnom vremenu, nešto što je ranije bilo nedostupno mnogim laserskim platformama.
Gledajući naprijed
Osim karakterizacije pulsa, ovaj se optički princip može primijeniti za oblikovanje prostorno-vremenskih svojstava svjetlosnih impulsa i istraživanje različitih načina za proučavanje interakcija svjetlo-materije.
"Kako ultrabrzi laseri nastavljaju poticati inovacije u znanosti i tehnologiji, alati poput ovog bit će ključni za pomicanje granica preciznosti i razumijevanja", zaključuje Cord Arnold, viši predavač atomske fizike na Sveučilištu Lund.
