Para ilmuwan di University of Oxford telah meluncurkan metode perintis untuk menangkap struktur penuh ultra - pulsa laser intens dalam satu pengukuran. The Breakthrough, yang diterbitkan dalam kolaborasi erat dengan Ludwig - Maximilian University of Munich dan Max Planck Institute for Quantum Optics, dapat merevolusi kemampuan kita untuk mengontrol cahaya - materi interaksi.
Ini akan memiliki aplikasi transformatif di banyak bidang, termasuk penelitian tentang bentuk -bentuk fisika baru dan mewujudkan intensitas ekstrem yang diperlukan untuk penelitian energi fusi. Hasilnya telah diterbitkan diFotonik Alam.
Ultra - Laser intens dapat mempercepat elektron menjadi dekat - kecepatan cahaya dalam osilasi tunggal (atau 'siklus gelombang') dari medan listrik, menjadikannya alat yang ampuh untuk mempelajari fisika ekstrem. Namun, fluktuasi cepat dan struktur kompleks mereka membuat pengukuran waktu nyata - nyata dari sifat -sifatnya menantang.
Sampai sekarang, teknik yang ada biasanya membutuhkan ratusan tembakan laser untuk merakit gambaran lengkap, membatasi kemampuan kita untuk menangkap sifat dinamis dari pulsa cahaya ekstrem ini.
Studi baru, yang dipimpin bersama oleh para peneliti di Departemen Fisika Universitas Oxford dan Ludwig - Maximilian University of Munich, Jerman, menggambarkan satu novel - Teknik diagnostik, bernama Raven (real {{2 {2} {2} {2 {{2} {{2} {{2} {{2} {vektorial {2 {real {{{2 {vektorial) dari vektorial. Metode ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur bentuk penuh, waktu, dan penyelarasan ultra - individu pulsa laser intens dengan presisi tinggi.
Memiliki gambaran lengkap tentang perilaku Laser Pulse dapat merevolusi keuntungan kinerja di banyak bidang. Misalnya, ini dapat memungkinkan para ilmuwan untuk memperbaiki sistem laser - dalam waktu laser nyata - (bahkan untuk laser yang hanya menyala kadang -kadang) dan menjembatani kesenjangan antara realitas eksperimental dan model teoritis, memberikan data yang lebih baik untuk model komputer dan - simulasi bertenaga.
Metode ini bekerja dengan membagi balok laser menjadi dua bagian. Salah satunya digunakan untuk mengukur bagaimana warna laser (panjang gelombang) berubah dari waktu ke waktu, sementara bagian lain melewati bahan birefringent (yang memisahkan cahaya dengan keadaan polarisasi yang berbeda). Array microlens (kisi lensa kecil) kemudian mencatat bagaimana muka gelombang laser pulsa (bentuk dan arah) terstruktur.
Informasi ini direkam oleh sensor optik khusus, yang menangkapnya dalam satu gambar dari mana program komputer merekonstruksi struktur penuh pulsa laser.
Peneliti utama Sunny Howard (Ph.D. Peneliti di Departemen Fisika, Universitas Oxford dan Ilmuwan Mengunjungi Ludwig - Maximilian University of Munich) mengatakan, "Pendekatan kami memungkinkan, untuk pertama kalinya, kompleks pulsa {{3} {{3} {{3} {{{3} {{{3}.
"Ini tidak hanya memberikan wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang interaksi laser - tetapi juga membuka jalan untuk mengoptimalkan sistem laser daya- yang tinggi dengan cara yang sebelumnya tidak mungkin."
Teknik ini berhasil diuji pada atlas - 3000 petawatt - kelas laser di Jerman, di mana ia mengungkapkan distorsi kecil dan pergeseran gelombang dalam pulsa laser yang sebelumnya tidak mungkin diukur dalam waktu nyata -, memungkinkan tim penelitian untuk menyalakan instrumen.
Distorsi ini, yang dikenal sebagai spatio - kopling temporal, dapat secara signifikan mempengaruhi kinerja eksperimen laser intensitas {1 {1} {{1} tinggi.
Dengan memberikan umpan balik waktu - yang nyata, Raven memungkinkan penyesuaian segera, meningkatkan keakuratan dan efisiensi percobaan dalam fisika plasma, akselerasi partikel, dan ilmu kepadatan energi- yang tinggi. Ini juga menghasilkan penghematan waktu yang signifikan, karena beberapa bidikan tidak diperlukan untuk sepenuhnya mengkarakterisasi sifat pulsa laser.
Teknik ini juga menyediakan rute baru yang potensial untuk mewujudkan perangkat energi fusi inersia di laboratorium - langkah gateway utama menuju menghasilkan energi fusi pada skala yang cukup untuk masyarakat kekuasaan. Perangkat energi fusi inersia menggunakan ultra - pulsa laser yang intens untuk menghasilkan partikel yang sangat energik dalam suatu plasma, yang kemudian merambat ke dalam bahan bakar fusi.
Konsep "pembantu pemanas" ini membutuhkan pengetahuan yang akurat tentang intensitas pulsa laser yang terfokus untuk menargetkan untuk mengoptimalkan hasil fusi, yang sekarang disediakan oleh Raven. Laser terfokus juga dapat memberikan penyelidikan yang kuat untuk fisika baru - misalnya, menghasilkan foton - hamburan foton dalam ruang hampa dengan mengarahkan dua pulsa satu sama lain.
Co - Profesor Profesor Peter Norreys (Departemen Fisika, Universitas Oxford), mengatakan, "Di mana sebagian besar metode yang ada akan membutuhkan ratusan tembakan, Raven mencapai spatio lengkap - Karakterisasi Temporal dari Laser Pulse hanya memiliki satu. Ultra - Aplikasi laser yang intens, berjanji untuk mendorong batas -batas sains dan teknologi laser.
Co - Penulis Dr. Andreas Döpp (Fakultas Fisika, Ludwig - Maximilians - Universitas Munich dan Kunjungan Ilmuwan ke Atom dan Laser Fisika, Akhirnya Klik), "Singkatnya setelah Sunny bergabung dengan kami di US dan Laser Fisika, Akhirnya Klik)," Singkatnya setelah Sunny bergabung dengan AS di US di US Fisics untuk A Year Areaing, "Singkatnya setelah Sunny bergabung dengan AS di US di US FISICS FONE Year TINGKAT," Singkatnya setelah Sunny bergabung dengan US di US di US FISICS FONE A A A AKHIRNED ' Ultra - pulsa intens terbatas pada ruang dan waktu kecil seperti itu ketika difokuskan, ada batasan mendasar pada seberapa banyak resolusi yang sebenarnya diperlukan untuk melakukan jenis diagnostik ini.
"Ini adalah game - changer, dan berarti kita bisa menggunakan microlenses, membuat pengaturan kita lebih sederhana."
Ke depan, para peneliti berharap untuk memperluas penggunaan Raven ke berbagai fasilitas laser yang lebih luas dan mengeksplorasi potensinya dalam mengoptimalkan penelitian energi fusi inersia, laser - akselerator partikel yang digerakkan dan eksperimen elektrodinamika kuantum tinggi {{1} {{1} tinggi.
