pulse speed ကိုပြောင်းလဲပါအလွန်အားကောင်းသော ultrashort laser
Super ultra-short laser ဆိုသည်မှာ femtoseconds ၏ pulse width ဆယ်ဂဏန်းနှင့် ရာပေါင်းများစွာရှိသော laser pulse များကို ရည်ညွှန်းပြီး၊ terawatts နှင့် petawatts များ၏ အမြင့်ဆုံးစွမ်းအား၊ ၎င်းတို့၏ focused light intensity သည် 1018 W/cm2 ထက်ကျော်လွန်သည်။ Super ultra-short laser နှင့် ၎င်းမှထုတ်လုပ်သော super radiation source နှင့် high energy particle source တို့သည် high energy physics၊ particle physics၊ plasma physics၊ nuclear physics နှင့် astrophysics ကဲ့သို့သော အခြေခံသုတေသနလမ်းညွှန်ချက်များစွာတွင် အသုံးချမှုတန်ဖိုးများစွာရှိပြီး၊ သိပ္ပံနည်းကျသုတေသနရလဒ်များသည် သက်ဆိုင်ရာ high-tech စက်မှုလုပ်ငန်းများ၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကျန်းမာရေး၊ ပတ်ဝန်းကျင်စွမ်းအင်နှင့် အမျိုးသားကာကွယ်ရေးလုံခြုံရေးတို့အတွက် အသုံးဝင်နိုင်သည်။ ၁၉၈၅ ခုနှစ်တွင် chirped pulse amplification နည်းပညာကို တီထွင်ခဲ့ပြီးနောက်ပိုင်း ကမ္ဘာ့ပထမဆုံး beat watt ပေါ်ပေါက်လာခဲ့သည်။လေဆာ၁၉၉၆ ခုနှစ်တွင် ကမ္ဘာ့ပထမဆုံး 10-beat watt laser ပြီးစီးခဲ့ပြီး ၂၀၁၇ ခုနှစ်တွင် super ultra-short laser ၏ အဓိကအာရုံစိုက်မှုမှာ “အပြင်းဆုံးအလင်း” ကိုရရှိရန်ဖြစ်သည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း လေ့လာမှုများအရ super laser pulses များကို ထိန်းသိမ်းထားသည့်အခြေအနေတွင် super ultra-short laser ၏ pulse transmission speed ကို ထိန်းချုပ်နိုင်ပါက ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအသုံးချမှုအချို့တွင် ထက်ဝက်အားထုတ်မှုဖြင့် ရလဒ်နှစ်ဆရရှိနိုင်ပြီး super ultra-short ၏စကေးကို လျှော့ချနိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။လေဆာကိရိယာများသော်လည်း မြင့်မားသောစက်ကွင်းလေဆာ ရူပဗေဒစမ်းသပ်မှုများတွင် ၎င်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေသည်။
အလွန်အားကောင်းသော ultrashort laser ရှေ့ရှိ pulse ၏ ပုံပျက်ခြင်း
ကန့်သတ်ထားသော စွမ်းအင်အောက်တွင် အမြင့်ဆုံးပါဝါကို ရရှိရန်၊ gain bandwidth ကို ချဲ့ထွင်ခြင်းဖြင့် pulse width ကို 20~30 femtoseconds အထိ လျှော့ချသည်။ လက်ရှိ 10-beak-watt ultra-short laser ၏ pulse စွမ်းအင်သည် 300 joules ခန့်ရှိပြီး compressor grating ၏ damage threshold နည်းပါးခြင်းကြောင့် beam aperture သည် ယေဘုယျအားဖြင့် 300 mm ထက်ပိုကြီးသည်။ 20~30 femtosecond pulse width နှင့် 300 mm aperture ရှိသော pulse beam သည် spatiotemporal coupling distortion၊ အထူးသဖြင့် pulse front ၏ distortion ကို သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသည်။ ပုံ ၁ (က) တွင် beam role dispersion ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော pulse front နှင့် phase front ၏ spatio-temporal separation ကိုပြသထားပြီး ရှေ့တစ်ခုသည် နောက်ဆုံးတစ်ခုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက “spatio-temporal tilt” ကိုပြသထားသည်။ နောက်တစ်ခုမှာ lens system ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော “space-time ၏ curvature” ဖြစ်သည်။ ပုံ ၁ (ခ) တွင် ideal pulse front၊ inclined pulse front နှင့် bent pulse front တို့၏ ပစ်မှတ်ပေါ်ရှိ အလင်းစက်ကွင်း၏ spatio-temporal distortion အပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ပြသထားသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ အာရုံစူးစိုက်ထားသော အလင်းပြင်းအားသည် သိသိသာသာ လျော့နည်းသွားပြီး အလွန်တိုတောင်းသော လေဆာ၏ အားကောင်းသော စက်ကွင်းအသုံးချမှုအတွက် အထောက်အကူမပြုပါ။
ပုံ ၁ (က) ပရစ်ဇမ်နှင့် ဂရစ်တင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော pulse front ၏ စောင်းမှုနှင့် (ခ) ပစ်မှတ်ပေါ်ရှိ အာကာသ-အချိန်အလင်းစက်ကွင်းအပေါ် pulse front ၏ ပုံပျက်ခြင်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု
အလွန်အားကောင်းသော pulse speed controlအလွန်တိုတောင်းသော လေဆာ
လက်ရှိတွင်၊ ပြားချပ်လှိုင်းများ၏ conical superposition မှထုတ်လုပ်သော Bessel beams များသည် high field laser ရူပဗေဒတွင် အသုံးချမှုတန်ဖိုးကိုပြသခဲ့သည်။ conically superimposed pulsed beam တွင် axisymmetric pulse front distribution ရှိပါက၊ ပုံ ၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ထုတ်လုပ်ထားသော X-ray wave packet ၏ geometric center intensity သည် constant superluminal၊ constant subluminal၊ accelerated superluminal နှင့် decelerated subluminal ဖြစ်နိုင်သည်။ deformable mirror နှင့် phase type spatial light modulator ပေါင်းစပ်မှုပင် pulse front ၏ arbitrary spatio-temporal shape ကိုထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး arbitrary controllable transmission speed ကိုထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ အထက်ဖော်ပြပါ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ၎င်း၏ modulation နည်းပညာသည် pulse front ၏ “distortion” ကို pulse front ၏ “control” အဖြစ်သို့ပြောင်းလဲနိုင်ပြီး ultra-strong ultra-short laser ၏ transmission speed ကို modulate လုပ်ခြင်း၏ ရည်ရွယ်ချက်ကို သဘောပေါက်နိုင်သည်။
ပုံ ၂။ (က) အလင်းထက်မြန်သော ကိန်းသေ၊ (ခ) အလင်းအောက်ခံကိန်းသေ၊ (ဂ) အလင်းထက်မြန်သော အရှိန်မြှင့်ခြင်းနှင့် (ဃ) အလင်းအောက်ခံနှေးကွေးသော အလင်းအောက်ခံအလင်းများသည် အလင်းအောက်ခံဒေသ၏ ဂျီဩမေတြီဗဟိုတွင် တည်ရှိသည်။
pulse front distortion ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်းသည် super ultra-short laser ထက် စောသော်လည်း super ultra-short laser ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် စိုးရိမ်ပူပန်မှုများ ရှိခဲ့သည်။ ကြာမြင့်စွာကတည်းက ၎င်းသည် super ultra-short laser ၏ အဓိကရည်မှန်းချက်ဖြစ်သော ultra-high focusing light intensity ကို အကောင်အထည်ဖော်ရန် အထောက်အကူမပြုခဲ့ဘဲ သုတေသီများသည် pulse front distortion အမျိုးမျိုးကို နှိမ်နင်းရန် သို့မဟုတ် ဖယ်ရှားရန် လုပ်ဆောင်ခဲ့ကြသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် “pulse front distortion” သည် “pulse front control” အဖြစ် တိုးတက်လာသောအခါ super ultra-short laser ၏ ဂီယာအမြန်နှုန်းကို ထိန်းညှိပေးနိုင်ခဲ့ပြီး high-field laser ရူပဗေဒတွင် super ultra-short laser ကို အသုံးချရန်အတွက် နည်းလမ်းအသစ်များနှင့် အခွင့်အလမ်းအသစ်များကို ပံ့ပိုးပေးခဲ့သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ မေလ ၁၃ ရက်