Немецкие ученые научились управлять ультракороткими лазерными импульсами
Лазерные технологии 17.11.2021 Комментарии к записи Немецкие ученые научились управлять ультракороткими лазерными импульсами отключеныКоманда исследователей из Германии показала, что может контролировать интервалы между ультракороткими вспышками света в квадриллионные доли секунды
Группа исследователей из университетов Байройта и Констанца, Германия, заявила, что может контролировать интервалы между ультракороткими световыми вспышками, составляющими квадриллионные доли секунды, сообщается в пресс-релизе. Световые вспышки короче квадриллионной доли секунды также известны как фемтосекундные импульсы. Они используются для исследования энергетических материалов, а также для 3D-производства, в высокоточных скальпелях в медицине для глазных и кардиохирургических операций, а также в других областях, требующих невероятной точности.
«Сцепленные» лазерные лучи
Когда лазер генерирует ультракороткие световые пучки, он часто производит их парами. Подобно связанным атомам в молекуле, эти импульсы «сцеплены», и они демонстрируют короткие временные интервалы с удивительной стабильностью.
В интервью изданию Popular Science автор исследования Георг Херинк из Байройтского университета сказал: «Многие люди, работающие с этими лазерами, знают, что такое происходит, но они считали это странным явлением. В большинстве компаний стараются избегать такого режима работы. Они просто хотят иметь один чистый импульс».
Однако команда немецких ученых, поставила перед собой цель научиться контролировать процесс сцепления, чтобы больше узнать об этом явлении. Для этого они построили кольцо из оптических стеклянных волокон, подобных тем, которые используются для обеспечения высокоскоростного подключения к Интернету. Затем они начали генерировать импульсы лазерного излучения через кольцо на орбитах. Используя современную спектроскопию высокого разрешения, ученые отслеживали интервалы интервалы в двух связанных вспышках в реальном времени на сотнях орбит.
Разгадка тайны фемтосекундных импульсов
В своих выводах, опубликованных в журнале Optica, ученые из Байройта и Констанца показали, что они могут управлять процессом сцепления. Снизив мощность лазера на короткий промежуток времени, они смогли разорвать связь между двумя импульсами. Включив его снова в определенный момент, они смогли снова объединить импульсы с другим временным интервалом. По словам соавтора работы проф. д-ра Альфреда Лейтенсторфера из Университета Констанца, «на основании наших новых результатов мы можем надеяться на применение его в самых разных отраслях промышленности».
Поскольку фемтосекундные импульсы не до конца изучены, данное исследование помогает пополнить знания в области, которая может найти применение в будущих сверхбыстрых вычислениях. Например, в 2017 году Мичиганский университет выпустил работу о применении сверхкоротких световых импульсов для быстрых «световолновых» компьютеров.
Следующим шагом, по словам Хенрика и его команды, будет разработка системы, которая позволит им производить последовательности коротких лазерных импульсов с максимальной точностью для дальнейшего изучения этого явления. Хотя команда не указала какого-либо конкретного практического использования, для которых может быть использовано их новое исследование, они сообщили, что в долгосрочной перспективе оно может помочь научному сообществу разработать более точные лазеры для самого широкого спектра задач.
