Thuig beirt fhisiceoir ag RIKEN bíoga léasair thar a bheith gearr le buaicchumhacht 6 terawatt (6 trilliún vata) - thart ar comhionann leis an gcumhacht a ghineann 6,000 stáisiúin chumhachta núicléacha. Mar thoradh ar an ngnóthachtáil, a chuideoidh le tuilleadh forbartha a dhéanamh ar léasair attosecond, tá Duais Nobel 2023 san Fhisic tuillte ag an triúr taighdeoirí. Foilsíodh an staidéar san iris Nature Photonics.
Díreach mar is féidir le flash ceamara "reo" rudaí a ghluaiseann go tapa chun iad a dhéanamh le feiceáil amhail is dá mba rud é go bhfuil siad fós i ngrianghraf, is féidir le bíoga léasair an-ghearr cabhrú le próisis ultrafast a shoilsiú, rud a thugann bealach cumhachtach d'eolaithe íomhá agus iad a bhrath.
Mar shampla, tá bíoga léasair ar ord na n-atoseconds (1 attosecond=10-18 soicind) chomh gearr sin gur féidir leo gluaiseacht na leictreon in adaimh agus móilíní a nochtadh, ag soláthar bealach nua chun teacht ar éabhlóid imoibrithe ceimiceacha agus bithcheimiceacha. Is cosúil go bhfuil solas fiú in ann sníomh ar scálaí ama chomh gearr sin, ag tógáil thart ar 3 stua chun dul trí nanaiméadar.
"Trí tairiscint na leictreon a ghabháil, cuireann léasair attosecond go mór leis an eolaíocht bhunúsach," a dúirt Eiji Takahashi ó Lárionad RIKEN um Ard-Fhótónaic (RAP), "agus táthar ag súil go mbeidh feidhmchláir acu i raon leathan réimsí, lena n-áirítear an breathnóireacht. cealla bitheolaíocha, forbairt ábhar nua agus diagnóis riochtaí leighis."
Níos mó tionchair
Mar sin féin, cé gur féidir bíoga léasair ultrashort a chruthú, níl tionchar acu agus tá fuinneamh íseal acu. Chuirfeadh cruthú bíoga léasair ultrashort, ardfhuinnimh go mór lena n-úsáidí féideartha, a deir Eiji Takahashi: "Tá fuinneamh aschuir reatha léasair attosecond thar a bheith íseal. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach a gcuid fuinnimh aschuir a mhéadú má tá siad le húsáid mar fhoinsí solais in a raon leathan réimsí."
Díreach mar a úsáidtear aimplitheoirí fuaime chun comharthaí fuaime a fheabhsú, úsáideann fisiceoirí léasair aimplitheoirí optúla chun fuinneamh bíoga léasair a mhéadú. De ghnáth úsáideann na aimplitheoirí seo criostail neamhlíneacha a fhreagraíonn go sonrach don solas. Mar sin féin, má úsáidtear na criostail seo chun bíoga léasair aon-timthriall a aimpliú, is féidir dochar do-athchóirithe a dhéanamh orthu. Tá bíoga léasair aon-timthrialla chomh gearr sin go gcríochnaíonn an chuisle sula n-osclaíonn an solas trí thimthriall iomlán tonnfhad.
Is é an bac is mó i bhforbairt foinsí léasair infridhearg ard-fhuinnimh, ultrafast a fhorbairt ná an easpa modh éifeachtach chun bíoga léasair aon-timthriall a mhéadú go díreach," a dúirt Eiji Takahashi. - timthriall fuinneamh cuisle léasair."
Taifead nua a shocrú
Mar sin féin, tá an bac seo briste anois. Tá bíoga aon-timthrialla méadaithe acu go dtí níos mó ná 50 milleasún, níos mó ná 50 uair an toradh is fearr roimhe seo. Toisc go bhfuil na bíoga léasair mar thoradh air sin chomh gearr, aistríonn an fuinneamh seo i gcumhacht thar a bheith ard de chúpla terawatts.
Dúirt Takahashi, "Tá sé léirithe againn conas an tranglam a shárú trí mhodh éifeachtach a bhunú chun bíoga léasair aon-timthriall a mhéadú."
Tá a modh, ar a dtugtar aimpliú paraiméadrach optúil chun cinn dúbailte chirped (DC-OPA), an-simplí agus níl i gceist ach dhá chriostail a aimplíonn réigiúin chomhlántacha an speictrim.
Dúirt Takahashi, "Tá Ard-DC-OPA le haghaidh bíoga léasair aon-timthriall a aimpliú chomh simplí go bhfuil sé bunaithe go díreach ar an meascán de dhá chriostail neamhlíneacha - mothaíonn sé mar smaoineamh a bhféadfadh duine ar bith teacht suas leis. Cuireann sé iontas orm go soláthraíonn coincheap simplí den sórt sin teicníocht nua aimpliúcháin agus ceann chun cinn i bhforbairt léasair ultrafast ardfhuinnimh."
Tá sé tábhachtach go n-oibríonn an ard-DC-OPA thar raon tonnfhaid an-leathan. Bhí an fhoireann in ann bíoga a aimpliú le difríocht tonnfhad níos mó ná dhá uair an tonnfhad. Dúirt Takahashi, "Tá an ghné réabhlóideach ag an modh nua seo a ligeann an bandaleithead aimpliúcháin d'aschur minicíochta ultra-leathan gan cur isteach ar na saintréithe scálaithe fuinnimh aschuir."
Teicníc aimplithe úrscéal
Is malairt é a dteicníc ar theicníc optúla aimplithe bíge eile ar a dtugtar “aimpliú cuisle chirped,” ar bronnadh Duais Nobel san Fhisic ar thriúr taighdeoirí ó SAM, an Fhrainc agus Ceanada in 2018. Tá léasair ar cheann de na teicneolaíochtaí atá ag tiomáint na forbartha de léasair.
Tá Takahashi ag súil go gcuirfidh a dteicneolaíocht chun cinn tuilleadh le forbairt léasair attosecond: 'D'éirigh linn modh aimplithe léasair nua a fhorbairt a fhéadfaidh déine na bíoga léasair aon-timthriall a mhéadú go buaicchumhacht terawatt,' a dúirt sé, 'agus níl aon amhras ann. gurb é seo an chéim mhór chun cinn i bhforbairt léasair attosecond ardchumhachta."
San fhadtréimhse, is é a sprioc dul níos faide ná an léasair attosecond agus bíoga níos giorra fós a chruthú.
