Ponavljajućegigahercapulsevi s individualnim bojama i oblicima otključavaju novi potencijal u ultrabrzoj obradi slika i laseru.
Tim istraživača sa Sveučilišta u Tokiju i Sveučilišta Saitama u Japanu razvio je inovativnu optičku tehniku nazvanu "spectrum shuttle". Tehnika može istovremeno generirati GHz burstove impulsa i formirati njihove prostorne profile.
Generiranje i oblikovanje visoko ponavljajućih impulsa ima veliko obećanje za razne primjene, uključujući brzu fotografiju, lasersku obradu i generiranje akustičnih valova. Gigaherc (GHz) impulsi s intervalima od ~0,01 ~ ~10 nanosekundi posebno su vrijedni u vizualizaciji ultrabrzih fenomena i poboljšanju učinkovitosti laserske obrade.
Trenutno, dok su metode za generiranje GHz burstova impulsa dostupne u industriji, izazovi ostaju - kao što je neučinkovit izlaz energije impulsa, slaba prilagodljivost intervala impulsa i složenost postojećih sustava. Dodatno, oblikovanje prostornog profila svakog GHz burst impulsa je ograničeno zbog nedovoljnog odgovora modulatora prostorne svjetlosti.
Kako bi riješio te izazove, gore spomenuti istraživački tim razvio je novu shemu.
Pristup se sastoji od vodoravne disperzije ultrakratkih impulsa kroz difrakcijsku rešetku, korištenjem paralelnih zrcala za prostorno razdvajanje impulsa na različite valne duljine. Ovi okomito usmjereni impulsi mogu se individualno prostorno modulirati korištenjem modulatora prostorne svjetlosti. Rezultirajući modulirani impulsi, s različitim vremenskim kašnjenjima u GHz rasponu, proizvode spektralno odvojene GHz nizove impulsa, svaki s jedinstvenim oblikom u svom prostornom profilu.
Prijavljeno je da metoda uspješno generira GHz burst impulse s diskretnim varijacijama u valnoj duljini i vremenskom intervalu. Pokazuje formiranje prostornih profila uključujući pomake položaja i cijepanje vrhova. Primjena metode na ultrabrzo spektralno snimanje pokazuje njezinu sposobnost istovremenog hvatanja dinamike različitih pojaseva valnih duljina.
Metoda olakšava ultrabrzo snimanje u vremenskim skalama od sub-nanosekunde do nanosekunde, omogućujući analizu brzih fenomena koji se ne ponavljaju. Njegove potencijalne primjene uključuju otkrivanje nepoznatih ultrabrzih fenomena i praćenje brzih fizičkih procesa u industrijskim okruženjima. Sposobnost individualnog oblikovanja GHz impulsa također prilično obećava u preciznoj laserskoj obradi i laserskoj terapiji.
Značajno je da je inovativni pristup tima rezultirao kompaktnim dizajnom i poboljšanom prenosivošću, što ga čini prikladnim za korištenje u znanstveno-istraživačkim postrojenjima i raznim industrijskim tehnologijama
Keitaro Shimada, dr.sc. kandidat na Odsjeku za bioinženjering naSveučilište u Tokiju, rekao je: "Naša jedinstvena optička struktura omogućuje manipulaciju ultrakratkim impulsima s trodimenzionalnim optičkim putem, što rezultira neviđenom prostornom manipulacijom GHz burstovima."
Dodao je: "Spectrum shuttling pruža širok raspon GHz burst impulsa s intervalima u rasponu od 10 pikosekundi do 10 nanosekundi. Vjerujem da će aplikacije temeljene na našoj tehnologiji za razne mete, uključujući plazmu, metale i stanice, ubrzati znanstvena otkrića i tehnološke inovacije u industriji i medicini."
Ova inovativna tehnologija otvara put za unapređenje ultrabrzog snimanja, s implikacijama za znanstvena istraživanja i industrijske primjene. Njegova sposobnost da istovremeno generira i oblikuje nizove GHz impulsa uvodi svestrani alat za proučavanje brzih fenomena i poboljšanje procesa koji se temelje na laseru.
