Tecnologia di campionamento del dominio del tempo di impulso laser UltraShort
Dalla generazione di impulsi di UltraShort, sono stati un importante strumento di ricerca in molti settori di ricerca scientifica, come la spettroscopia ultraveloce, la scienza Attosecondi, la generazione del THZ, ecc. E l'accurata acquisizione della larghezza di impulsi laser UltraShort è il prerequisito è il prerequisito per la generazione e l'applicazione di impulsi di ultrascetti.
I metodi di misurazione tradizionali come i fotodiodi e le misurazioni dell'autocorrelazione possono solo misurare l'involucro dell'impulso, ma non possono ottenere le informazioni di fase dell'impulso. Al fine di risolvere questo problema, si sono evolute una varietà di tecniche di misurazione degli impulsi UltraShort, come gating ottico risolto in frequenza (rana) e scansione di dispersione (D-Scan). Questi metodi sono metodi indiretti che si basano su algoritmi di ricostruzione. Rispetto ai metodi di misurazione indiretta, i metodi di misurazione diretta utilizzano cancelli temporali ultravelici per campionare direttamente gli impulsi di ultraspasso nel dominio del tempo. Pertanto, per i metodi di misurazione diretta, il nucleo sta su come ottenere porte del tempo ultraveloce. Allo stato attuale, esistono molti modi per formare porte del tempo ultraveloce, come direttamente utilizzando gli impulsi di Attosecondo, usando la ionizzazione del tunneling, tecnologia di campionamento della fotoconduttività non lineare, ecc. Questi metodi richiedono sistemi di vuoto o richiedono una misurazione precisa delle fotocorrenti.
Tecnologia di campionamento del dominio del tempo di impulso basato sulla perturbazione del processo di miscelazione a quattro onde della superficie solida
Di recente, il Centro di ricerca scientifica e tecnologica Attosecondo dell'Istituto Xi'an di meccanici di ottica e precisione ha proposto una nuova tecnologia di campionamento del dominio del tempo per gli impulsi laser UltraShort. Questa tecnologia di misurazione si basa sull'effetto ottico non lineare del terzo ordine e ottiene cancelli del tempo ultraveloce e campioni impulsi ultrastrame nel dominio del tempo perturbando il processo di miscelazione a quattro onde della superficie solida. Il dispositivo di campionamento del dominio del tempo di impulso UltraShort è mostrato nella Figura 1. In primo luogo, l'impulso di UltraShort è diviso in due impulsi laser, vale a dire l'impulso di luce di frequenza fondamentale e l'impulso di luce perturbazione, per la fase di scomposizione di ceramica. Quindi viene utilizzato un riflettore concavo per focalizzare i due sulla superficie anteriore della fetta di quarzo fusa. Infine, Mask2 viene utilizzato per bloccare l'impulso di luce di frequenza fondamentale riflessa e l'impulso della luce perturbazione e viene utilizzata una lente per focalizzare il segnale modulato a quattro onde riflesso nella testa della fibra ottica dello spettrometro.
Innanzitutto, il dispositivo sperimentale è stato utilizzato per misurare gli impulsi di UltraShort con una lunghezza d'onda centrale di 800 nm e una larghezza dell'impulso di circa 30 fs generata da un sistema laser TI: Sapphire. La Figura 2 (a) mostra la forma d'onda del segnale di modulazione di miscelazione a quattro onde riflesso misurata dopo il filtro. Lo spettro corrispondente e la fase nel dominio di frequenza sono mostrati nella Figura 2 (b). Si può vedere che la fase è piatta in questo momento, quasi una linea orizzontale. Quindi, modificando la dispersione dell'impulso della luce perturbazione, è stato misurato l'impulso di luce perturbazione sotto i diversi cinguettii. I risultati della misurazione sono mostrati nelle figure 2 (c)-(f). Le figure 2 (c) e 2 (d) corrispondono agli impulsi laser a chirp positivi e le figure 2 (e) e 2 (f) corrispondono agli impulsi di cinguettio negativi.
Al fine di verificare l'affidabilità della tecnologia di campionamento del dominio del tempo di impulso UltraShort, Frog è stata utilizzata per confrontare gli impulsi di UltraShort. Si può vedere dalle figure 2 (b), 2 (d) e 2 (f) che i risultati ottenuti dalla rana e dalla tecnologia di campionamento del dominio del tempo sono in buon accordo. Successivamente, gli impulsi di UltraShort con una lunghezza d'onda centrale di 1700 nm e una larghezza di impulso di circa 50 fs sono stati misurati con successo utilizzando questa configurazione e rana sperimentali.
Poiché il processo di campionamento si verifica sulla superficie solida, la condizione di corrispondenza di fase può essere automaticamente soddisfatta, quindi questa tecnologia di misurazione è adatta per misurare impulsi a ciclo a ciclo o persino a ciclo singolo. Successivamente, è stato costruito un sistema post-compressione multi-tè a lieviti in base al sistema laser a TI: Sapphire e a un impulso a pochi cicli con una lunghezza d'onda centrale di 800 nm e è stato ottenuto un limite di conversione di circa 3,4 cicli (circa 9 fs). Dopo aver ottimizzato la dispersione dell'impulso laser dopo l'ampliamento e il filtraggio spettrali, la forma d'onda del segnale di modulazione di miscelazione a quattro onde riflette è mostrata nella Figura 3 (a) e la sua larghezza dell'impulso è di circa 12 fs. Il suo spettro e la fase corrispondenti sono mostrati nella Figura 3 (b).
I risultati di misurazione di cui sopra mostrano che la tecnologia di campionamento del dominio del tempo di impulso UltraShort è adatta per caratterizzare gli impulsi laser a ciclo corto e a pochi cicli. Al momento, la lunghezza d'onda applicabile basata sui rilevatori esistenti a base di silicio e InGaAS è 200-2600 nm. Per gli impulsi laser con una lunghezza d'onda superiore a 2600 nm, i rivelatori tradizionali non possono rilevare direttamente segnali di miscelazione a quattro onde. Al fine di espandere ulteriormente l'ambito dell'applicazione di questa tecnologia di misurazione, l'effetto tripla frequenza verrà utilizzato in futuro per misurare indirettamente gli impulsi laser con un intervallo di lunghezze d'onda di 2600-7800 nm.
Il Centro di ricerca scientifica e tecnologica Attosecondi dell'Istituto Xi'an di meccanici di ottica e precisione è stato istituito nel maggio 2021, guidato dai ricercatori Zhao Wei e Fu Yuxi. Il Centro di ricerca si concentra su scienza e tecnologia Attosecondi e conduce ricerche sulla tecnologia laser avanzata ad alta potenza, laser a femtosecondi medio-infrarossi, tecnologia laser a pochi cicli, soft a raggi X Attosecondi, il centro di ricerca non solo il centro di scientifica, il microscopio di scientifico, il criminato di scientifico, il criminato di scientifico, il microscopio di scientifico, il microscopio di scientifico, il microscopio di scientifico, il microscopio di scientifico, il microscopio ultrafast, Fonti luminose, ma presiede anche una serie di importanti progetti di ricerca scientifica nazionale e provinciale, tra cui una serie di fondazioni nazionali di scienze naturali, piani di ricerca e sviluppo chiave del Ministero della Scienza e della Tecnologia, pre-ricerca delle principali infrastrutture scientifiche e tecnologiche scientifiche e di altri progetti di ricerca scientifica. Negli ultimi anni, il Centro di ricerca scientifica e tecnologica Attosecondi ha superato i processi chiave e le tecnologie dei laser a film sottile ad alta potenza, ha raggiunto 1 kHz, output laser a livello di picosecondi di 200 MJ e ha fornito le principali tecnologie e dispositivi di base per la localizzazione dei laser di fascia alta e la costruzione di strutture per la laser avanzate; proposto e dimostrato un metodo di misurazione diretta del campo laser nel dominio del tempo; e ha sfondato le principali difficoltà dell'imaging di diffrazione risolta nel tempo di Attosecondo. Il Centro di ricerca scientifica e tecnologica Attosecondi è guidato da Attosecond Science and Technology, conduce ricerche scientifiche ultraveloce rappresentate da una tecnologia laser ultraveluta avanzata e rilevamento delle dinamiche ultravelinali e si impegna a costruire un Highland rinomata a livello internazionale per la scienza ultrafast e la ricerca tecnologica.
