повторяющийсягигагерцимпульсы с индивидуальными цветами и формами открывают новый потенциал в сверхбыстрой визуализации и лазерной обработке.
Команда исследователей из Токийского университета и Университета Сайтама в Японии разработала инновационную оптическую технику под названием «спектральный шаттл». Методика позволяет одновременно генерировать гигагерцовые пачки импульсов и формировать их пространственные профили.
Генерация и формирование часто повторяющихся импульсов открывают большие перспективы для различных приложений, включая высокоскоростную фотографию, лазерную обработку и генерацию акустических волн. Импульсы гигагерца (ГГц) с интервалом ~0,01 ~ ~10 наносекунд особенно ценны для визуализации сверхбыстрых явлений и повышения эффективности лазерной обработки.
В настоящее время, несмотря на то, что в отрасли доступны методы генерации гигагерцовых пакетов импульсов, остаются проблемы, такие как неэффективный вывод энергии импульсов, плохая настройка интервалов импульсов и сложность существующих систем. Кроме того, формирование пространственного профиля каждого импульса ГГц-пакета ограничено из-за недостаточного отклика пространственных модуляторов света.
Чтобы решить эти проблемы, упомянутая выше исследовательская группа разработала новую схему.
Этот подход заключается в горизонтальном рассеивании ультракоротких импульсов через дифракционную решетку с использованием параллельных зеркал для пространственного разделения импульсов на волны разной длины. Эти вертикально ориентированные импульсы можно индивидуально пространственно модулировать с помощью пространственного модулятора света. Получающиеся в результате модулированные импульсы с разной временной задержкой в диапазоне ГГц создают спектрально разделенные пакеты импульсов в ГГц, каждый из которых имеет уникальную форму своего пространственного профиля.
Сообщается, что этот метод успешно генерирует пакетные импульсы ГГц с дискретными изменениями длины волны и временного интервала. Он демонстрирует формирование пространственных профилей, включая сдвиги положения и расщепление пиков. Применение метода для сверхбыстрой спектральной визуализации демонстрирует его способность одновременно фиксировать динамику различных диапазонов длин волн.
Этот метод обеспечивает сверхбыструю визуализацию во временных масштабах от субнаносекунд до наносекунд, что позволяет анализировать быстрые, неповторяющиеся явления. Его потенциальные применения включают обнаружение неизвестных сверхбыстрых явлений и мониторинг быстрых физических процессов в промышленных средах. Возможность индивидуального формирования гигагерцовых импульсов также весьма перспективна в прецизионной лазерной обработке и лазерной терапии.
Примечательно, что инновационный подход команды привел к созданию компактного дизайна и повышенной портативности, что делает его пригодным для использования в научно-исследовательских учреждениях и различных промышленных технологиях.
Кейтаро Симада, доктор философии. кандидат кафедры биоинженерииТокийский университет, сказал: «Наша уникальная оптическая структура позволяет манипулировать ультракороткими импульсами по трехмерному оптическому пути, что приводит к беспрецедентным пространственным манипуляциям с гигагерцовыми всплесками».
Он добавил: «Переключение спектра обеспечивает широкий диапазон импульсов в диапазоне ГГц с интервалами от 10 пикосекунд до 10 наносекунд. Я считаю, что приложения, основанные на нашей технологии для различных целей, включая плазму, металлы и клетки, ускорят научные открытия. и технологические инновации в промышленности и медицине».
Эта инновационная технология открывает путь к развитию сверхбыстрой визуализации, что имеет значение для научных исследований и промышленного применения. Его способность одновременно генерировать и формировать пакеты гигагерцовых импульсов представляет собой универсальный инструмент для изучения быстрых явлений и улучшения лазерных процессов.
