അദ്വിതീയ അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ ഭാഗം രണ്ട്

അതുല്യമായഅൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർഭാഗം രണ്ട്

ചിതറിക്കിടക്കുന്നതും പൾസ് വ്യാപിക്കുന്നതും: ഗ്രൂപ്പ് കാലതാമസം ചിതറിക്കൽ
അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ നേരിടുന്ന ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികളിൽ ഒന്ന്, തുടക്കത്തിൽ പുറന്തള്ളുന്ന അൾട്രാ-ഹ്രസ്വ പൾസുകളുടെ ദൈർഘ്യം നിലനിർത്തുക എന്നതാണ്.ലേസർ. അൾട്രാഫാസ്റ്റ് പൾസുകൾ സമയ വ്യതിയാനത്തിന് വളരെ സാധ്യതയുള്ളതാണ്, ഇത് പൾസുകളെ നീളമുള്ളതാക്കുന്നു. പ്രാരംഭ പൾസിൻ്റെ ദൈർഘ്യം കുറയുന്നതിനാൽ ഈ പ്രഭാവം കൂടുതൽ വഷളാകുന്നു. അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകൾക്ക് 50 സെക്കൻഡ് ദൈർഘ്യമുള്ള പൾസുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, മിററുകളും ലെൻസുകളും ഉപയോഗിച്ച് പൾസ് ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തേക്ക് കൈമാറുകയോ അല്ലെങ്കിൽ വായുവിലൂടെ പൾസ് കൈമാറുകയോ ചെയ്യുന്നതിലൂടെ അവ കൃത്യസമയത്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ഗ്രൂപ്പ് ഡിലേഡ് ഡിസ്‌പേഴ്‌ഷൻ (GDD) എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു അളവ് ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ സമയ വക്രീകരണം കണക്കാക്കുന്നത്, ഇത് രണ്ടാം ഓർഡർ ഡിസ്‌പെർഷൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, അൾട്രാഫാർട്ട്-ലേസർ പൾസുകളുടെ സമയ വിതരണത്തെ ബാധിച്ചേക്കാവുന്ന ഉയർന്ന-ഓർഡർ ഡിസ്പർഷൻ നിബന്ധനകളും ഉണ്ട്, എന്നാൽ പ്രായോഗികമായി, GDD യുടെ പ്രഭാവം പരിശോധിക്കാൻ ഇത് മതിയാകും. തന്നിരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലിൻ്റെ കട്ടിക്ക് രേഖീയമായി ആനുപാതികമായ ഒരു ഫ്രീക്വൻസി-ആശ്രിത മൂല്യമാണ് GDD. ലെൻസ്, വിൻഡോ, ഒബ്ജക്റ്റീവ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ പോലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ ഒപ്‌റ്റിക്‌സിന് സാധാരണയായി പോസിറ്റീവ് ജിഡിഡി മൂല്യങ്ങളുണ്ട്, ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഒരിക്കൽ കംപ്രസ് ചെയ്‌ത പൾസുകൾക്ക് പ്രക്ഷേപണ ഒപ്‌റ്റിക്‌സിന് പുറത്തുവിടുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ പൾസ് ദൈർഘ്യം നൽകാൻ കഴിയുമെന്നാണ്.ലേസർ സംവിധാനങ്ങൾ. കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികളുള്ള (അതായത്, ദൈർഘ്യമേറിയ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള) ഘടകങ്ങൾ ഉയർന്ന ആവൃത്തികളുള്ള (അതായത്, തരംഗദൈർഘ്യം കുറഞ്ഞ) ഘടകങ്ങളേക്കാൾ വേഗത്തിൽ വ്യാപിക്കുന്നു. പൾസ് കൂടുതൽ കൂടുതൽ ദ്രവ്യങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, പൾസിലെ തരംഗദൈർഘ്യം കാലക്രമേണ കൂടുതൽ കൂടുതൽ നീണ്ടുനിൽക്കും. കുറഞ്ഞ പൾസ് ദൈർഘ്യത്തിനും അതിനാൽ വിശാലമായ ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തുകൾക്കും, ഈ പ്രഭാവം കൂടുതൽ അതിശയോക്തിപരമാണ്, ഇത് പൾസ് സമയം ഗണ്യമായി വക്രീകരിക്കാൻ ഇടയാക്കും.

അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ
സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി
അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ വരവ് മുതൽ, സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി അവരുടെ പ്രധാന പ്രയോഗ മേഖലകളിൽ ഒന്നാണ്. പൾസ് ദൈർഘ്യം ഫെംറ്റോസെക്കൻഡുകളിലേക്കോ അറ്റോസെക്കൻഡുകളിലേക്കോ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, ചരിത്രപരമായി നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഭൗതികശാസ്ത്രം, രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്ത്രം എന്നിവയിലെ ചലനാത്മക പ്രക്രിയകൾ ഇപ്പോൾ കൈവരിക്കാനാകും. പ്രധാന പ്രക്രിയകളിലൊന്ന് ആറ്റോമിക് ചലനമാണ്, ആറ്റോമിക് ചലനത്തിൻ്റെ നിരീക്ഷണം ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് പ്രോട്ടീനുകളിലെ തന്മാത്രാ വൈബ്രേഷൻ, മോളിക്യുലാർ ഡിസോസിയേഷൻ, ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം തുടങ്ങിയ അടിസ്ഥാന പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള ശാസ്ത്രീയ ധാരണ മെച്ചപ്പെടുത്തി.

ബയോ ഇമേജിംഗ്
പീക്ക്-പവർ അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകൾ രേഖീയമല്ലാത്ത പ്രക്രിയകളെ പിന്തുണയ്ക്കുകയും മൾട്ടി-ഫോട്ടൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി പോലെയുള്ള ബയോളജിക്കൽ ഇമേജിംഗിനുള്ള മിഴിവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു മൾട്ടി-ഫോട്ടോൺ സിസ്റ്റത്തിൽ, ഒരു ബയോളജിക്കൽ മീഡിയത്തിൽ നിന്നോ ഫ്ലൂറസെൻ്റ് ലക്ഷ്യത്തിൽ നിന്നോ ഒരു നോൺ-ലീനിയർ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, രണ്ട് ഫോട്ടോണുകൾ സ്ഥലത്തിലും സമയത്തിലും ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യണം. സിംഗിൾ-ഫോട്ടോൺ പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളെ ബാധിക്കുന്ന പശ്ചാത്തല ഫ്ലൂറസെൻസ് സിഗ്നലുകൾ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ഈ നോൺ-ലീനിയർ മെക്കാനിസം ഇമേജിംഗ് റെസലൂഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ലളിതമായ സിഗ്നൽ പശ്ചാത്തലം ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. മൾട്ടിഫോട്ടൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിൻ്റെ ചെറിയ ഉത്തേജന മേഖല ഫോട്ടോടോക്സിസിറ്റി തടയുകയും സാമ്പിളിൻ്റെ കേടുപാടുകൾ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ചിത്രം 1: ഒരു മൾട്ടി-ഫോട്ടോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് പരീക്ഷണത്തിലെ ബീം പാതയുടെ ഒരു ഉദാഹരണ ഡയഗ്രം

ലേസർ മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗ്
അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾ ലേസർ മൈക്രോമാച്ചിംഗിലും മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗിലും വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു, കാരണം അൾട്രാഷോർട്ട് പൾസുകൾ മെറ്റീരിയലുകളുമായി ഇടപഴകുന്നു. നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, എൽഡിടിയെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുമ്പോൾ, അൾട്രാഫാസ്റ്റ് പൾസ് ദൈർഘ്യം മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ലാറ്റിസിലേക്ക് താപ വ്യാപനത്തിൻ്റെ സമയ സ്കെയിലിനെക്കാൾ വേഗതയുള്ളതാണ്. അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ താപ-ബാധിത മേഖലയേക്കാൾ വളരെ ചെറിയ ഒരു മേഖലയാണ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്നാനോ സെക്കൻഡ് പൾസ്ഡ് ലേസർ, കുറഞ്ഞ മുറിവുണ്ടാക്കുന്ന നഷ്ടത്തിനും കൂടുതൽ കൃത്യമായ യന്ത്രവൽക്കരണത്തിനും കാരണമാകുന്നു. ഈ തത്വം മെഡിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ബാധകമാണ്, അവിടെ അൾട്രാഫാർട്ട്-ലേസർ കട്ടിംഗിൻ്റെ വർദ്ധിച്ച കൃത്യത ചുറ്റുമുള്ള ടിഷ്യുവിന് കേടുപാടുകൾ കുറയ്ക്കാനും ലേസർ ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്കിടെ രോഗിയുടെ അനുഭവം മെച്ചപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കുന്നു.

അറ്റോസെക്കൻഡ് പൾസുകൾ: അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകളുടെ ഭാവി
അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനായി ഗവേഷണം തുടരുന്നതിനാൽ, കുറഞ്ഞ പൾസ് ദൈർഘ്യമുള്ള പുതിയതും മെച്ചപ്പെട്ടതുമായ പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. വേഗത്തിലുള്ള ശാരീരിക പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഉൾക്കാഴ്ച ലഭിക്കുന്നതിന്, പല ഗവേഷകരും അറ്റോസെക്കൻഡ് പൾസുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു - അങ്ങേയറ്റത്തെ അൾട്രാവയലറ്റ് (XUV) തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിൽ ഏകദേശം 10-18 സെക്കൻഡ്. അറ്റോസെക്കൻഡ് പൾസുകൾ ഇലക്ട്രോൺ ചലനം ട്രാക്കുചെയ്യാനും ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയെയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിനെയും കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണ മെച്ചപ്പെടുത്താനും അനുവദിക്കുന്നു. XUV അറ്റോസെക്കൻഡ് ലേസറുകൾ വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് ഇതുവരെ കാര്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിലും, ഈ മേഖലയിലെ ഗവേഷണങ്ങളും പുരോഗതികളും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയെ ലാബിൽ നിന്നും നിർമ്മാണത്തിലേക്കും തള്ളിവിടും, ഫെംടോസെക്കൻഡ്, പിക്കോസെക്കൻഡ് എന്നിവയിലെന്നപോലെ.ലേസർ ഉറവിടങ്ങൾ.