Yn in wichtige oankundiging oer de jûn fan 3 oktober is de Nobelpriis yn 'e natuer yn' e natuer yn 'e jierren 2023 unveileare, erkenne fan trije wittenskippers dy't pivotale rollen hawwe spile as pioniers yn it ryk fan Attosecond Laser Technology.

De term "Attosecond Laser" komt de namme út 'e ongelooflijk koarte timescale dy't it wurket, spesifyk yn' e folchoarder fan Attosekonden, oerienkomt mei 10 ^ -18 sekonden. Om de djippe betsjutting fan dizze technology te begripen, in fûnemintele begryp fan wat in attosecond betsjuttet wichtich te wêzen. In attosecond stiet as in heul minút ienheid fan 'e tiid, dy't ien miljardste fan in miljardste fan in sekonde út in sekonde foarmt binnen de bredere kontekst fan ien sekonde. Om dit yn perspektyf te setten, as wy in sekonde soene fergelykje mei in tuorjende berch, soe in attosecond oan ien nôt fan sân wêze op 'e basis fan' e berch. Yn dit fleurige tydlike ynterval kin sels ljocht amper in ôfstân lykweardich trochgean mei de grutte fan in yndividueel atoom. Troch de utisalisaasje fan Attosecond-lasers krije wittenskippers de ungewoane kapasiteit om de yngewikkelde-dynamoren te kontrolearjen en te manipulearjen en te manipulearjen, besleant nei in frame-beweging opnij spielje yn in bioskwintere sekwinsje, dêrtroch yn har ynterplay.

Attosecond LasersFertsjintwurdigje de kulminaasje fan wiidweidige ûndersyks- en konsert ynspanningen troch wittenskippers, dy't de prinsipes hawwe benut fan net-lineêre optyk om Ultrafrast-lasers te meitsjen. Harren avont hat ús yntsjinne mei in ynnovative eachpunt foar de observaasje en ferkenning fan 'e dynamyske prosessen transpueren yn atomen, molekulen, en sels elektroanen yn solide materialen.

Om de aard fan 'e Attosecond-lasers te elvaatjen en har unkonvinsjonele attribusjes te wurdearjen yn fergeliking oan konvinsjonele lasers, is it ûnberikber om har kategorisearring te ferkennen binnen de bredere "Laserfamylje." Klassifikaasje troch golflingte-plakken automatysk yn 't berik fan ultraviolet om' e ultraviolet om te soft x-ray frekwekt te betsjutten, har op 'e hichte te jaan dat jo notabele golflengten yn tsjinstelling ta konvinsjonele lasers. Yn termen fan útfiermodi falle attoSecond-lasers ûnder de kategoryen fan pulseare lasers, karakterisearre troch har heulende koarte pulsruierduuraasjes. Om in analogy te tekenjen foar dúdlikens, kin men kontinu-wipe-lasers oanjaan as besit oan in trochgeande beamskljocht, wylst pulseare ljochters lykje, wikseljend útwikseljend tusken perioaden fan ferljochting en tsjuster. Yn essinsje eksposearje Attosecond-lasers in pulsearend gedrach binnen de ferljochting en tsjuster, dochs tusken de twa stellingen transparringen by in ferrassende frekwinsje, it ryk fan attosekonden berikke.

Fierdere kategorisearring troch macht plakken lasers yn lege krêft, medium-krêft, en hege macht. Attosecond-lasers berikke hege hichtepunt fanwege har ekstreem koarte puls-duraasjes, resultearje yn in útsprutsen peaktyske macht (P) - definieare as de yntinsiteit fan enerzjy per ienheidstiid (P = w / t). Hoewol yndividuele attosecond laserpulsen meie net útsûnderlik grutte enerzjy (w) hawwe, har ôfkoarte tydlike omfang (t) dy't se ferbine mei ferhege peak macht.

Yn termen fan tapassing fan tapassing fan tapassen, spanje Lasers in spektrum omfettet yndustriële, medyske en wittenskiplike applikaasjes. Attosecond-lasers fine foaral har nichine yn it ryk fan wittenskiplik ûndersyk, benammen yn 'e ferkenning dy't yn' e domeinen en skiekunde oanbiede yn 'e rappe donamyske prosessen fan' e mikrokyske wrâld.

Categorisaasje fan Laser Medium DelineAnes Lasers as gaslagers, solid-state-lasers, floeibere lasers, en semikusmakker, en semysjes. De generaasje fan Attosecond-lasers skonken typysk op gaslasermedia, Kapitalisearje op nonlineêre optyske effekten om harmonics mei hege-oarder te fieren.

Yn summaasje foarmje Attosecond-lasers in unike klasse fan koarte-puls-lasers, ûnderskiede troch har bûtengewoane koarte puls duraasjes, typysk mjitten yn attosekonden. As resultaat binne se ûnmisbere ark wurden foar it observearjen fan 'e ultraFast-dynamyske prosessen fan elektroanen binnen atomen, molekulen, en solide materialen.

It útwurke proses fan Attosecond Laser-generaasje

Attosecond Laser Technology stiet oan 'e foarkant fan wittenskiplike ynnovaasje, befettet in yntrigearjende rigele sterke omstannichheden foar syn generaasje. Om de intricacies fan Attosecond Laser-generaasje te elvearjen, begjinne wy ​​mei in bondige eksposysje fan syn ûnderlizzende prinsipes, folge troch libbensde metafoaren ôflaat fan 'e rjochter ûnderfiningen. Lêzers onvers onvers gevorden fen 'e relevante fysika hoege net wanhoop, om't de ensuing metafoaren fan doel de fakturaasjekens fan Attosecond-lasers tagonklik te meitsjen.

It generaasjeproses fan Attosecond-lasers fertroud primêr op 'e technyk bekend as hege harmonyske generaasje (HHG). Earst in beam fan 'e beam fan hege yntinsiteit Femtosecond (10 ^ -15 sekonden) laserpulsen binne strak rjochte op in plase doelmateriaal. It is it wurdich te merken dat FemtoSecond-lasers, besette om de lasers te berikken, diele de skaaimerken fan it besit fan koarte puls duraasjes en hege peak macht. Under ynfloed fan it Intense Laser-fjild binne elektroanen binnen de gasatomen binne in soad befrijd fan har atoomkrûd, dy't earder in steat fan frije elektroanen ynfiere. As dizze elektroanen OSCILLES OS SIJS op it LASER FIELD, werom, krijt se úteinlik werom nei en rekombine mei har âlderdomyske kearnen, mei it oanmeitsjen fan nije stelt fan hege enerzjy.

Tidens dit proses bewege elektroanen by ekstreem hege snelheden, en mei de atoomkrûd, litte se ekstra enerzjy loslitte yn 'e foarm fan hege harmonyske útstjit, manifestearje as fotonen hege enerzjy.

De frekwinsjes fan dizze nij genereare fotoenen fan hege enerzjymrites binne fan 'e orizjinele laserfrekwinsje, foarmje wat "Harmonika" frekwinsje ûntkent dy't yntegraal multiples oantsjutten dy't yntegraal binne fan' e orizjinele frekwinsje. Om Attosecond-lasers te berikken, wurdt it nedich om te filterjen en te fokusjen fan dizze Hege-oarder Harmonics, selektearje spesifike harmonika en konsintrearje se yn in fokaal punt. As winske, puls kinne kompresjechniken de pulsduur kinne ôfkoarte, ultra-koarte pulsen opleverje yn it Attosecond-berik. Hoewol de generaasje fan Attosecond-lasers in sofistike en multyfaceted proses foarmet, freget in hege graad fan technyske bekwamens en spesjaliseare apparatuer.

Om dit yngewikkeld proses te demalisearjen biede wy in metaforyske parallelle grounded yn alle dagen senario's:

Hege-yntinsiteit Femtosecond Laser Pulses:

Foarsjen dy't in útsûnderlik potineare katapult mooglik hat om stiennen te kwûlen stiennen op kolossale snelheden, te beteljen oan 'e rol nei de rol mei femtosecond Laser Pulses.

Gase-doelmateriaal:

Picture in rêstich lichem fan wetter dy't it gaslike doelmateriaal symboliseart, wêr't elke droplet fan wetter myriade gas atomen fertsjintwurdiget. De hanneling fan stjerren yn dit lichem fan wetter spegels analjou de ynfloed fan 'e femtslach fan hege yntensiteit Femtosecond Laser Pulses op it plase doelmateriaal.

Electron-beweging en rekombinaasje (oerbleaune oergong fan fysyk):

Doe't Femtosecond-laser pulsen ynfloed hawwe op 'e gasatemateriaal, binne in signifikant oantal bûtenste elektroanen optein oan in steat, wêr't se fan har respektivelike atomyske kearnen sjogge, in plasma-achtige steat foarmje. As de enerzjy de enerzjy fan it systeem fermindert (sûnt de laserpulsen binne inherevalen fan it stopjen), dizze bûtenste elektroanen werom nei har buert fan 'e atoomske nuclei, fotons mei hege enerzjy.

Hege harmonyske generaasje:

Stel jo elke kear as in wetterferwidering falt werom nei it oerflak fan it mar, it soarget foar rimpels, in protte lykas hege harmonika yn Attosecond Lasers. Dizze rimpels hawwe hegere frekwinsjes en amplituden dan de orizjinele rimpels feroarsake troch de primêre femtosecond laserpuls. Tidens it HHG-proses, in krêftige laserbalke om kontinu te goaien, ferljochte stûnen, ferljochtet in gasdoel, lykje op it oerflak fan it mar. Dizze intense laserfjild propelt elektroanen yn it gas, analogysk om te rimpels, fuort fan har âlderomen en lûk se dan werom. Elke kear komt in elektron werom nei it atoom, stjoert it in nije laserbalke mei in hegere frekwinsje, besibbe oan mear yngewikkelde rimpspatroanen.

Filterjen en fokusjen:

Kombinearje al dizze nije generearre laserbalken oplevere in spektrum fan ferskate kleuren (frekwinsjes as golflingen), guon fan hokker foarmje de Attosecond Laser. Om spesifike rimpelsgrutte en frekwinsjes te isolearjen, kinne jo in spesjaliseare filter brûke om winske rimpels te selektearjen, en in fergrutglês ynsette om se te fokusjen op in spesifyk gebiet.

Puls kompresje (as nedich):

As jo ​​fan doel binne om te propagearjen om rimpels rapper te propagearjen, kinne jo har propagaasje fersnelle mei in spesjalisearre apparaat, de tiid fermindere, de tiid dy't elke rimpel duorje. De generaasje fan Attosecond-lasers omfettet in komplekse ynteraksje fan prosessen. Doe't lykwols ôfbrutsen en visualisearre, wurdt it mear begryplik.