અનન્ય અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ભાગ બે

અનન્યઅલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરભાગ બે

વિખેરી અને પલ્સ ફેલાવો: જૂથ વિલંબ વિખેરી
અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોનો ઉપયોગ કરતી વખતે સૌથી મુશ્કેલ તકનીકી પડકારોમાંનો એક એ છે કે શરૂઆતમાં ઉત્સર્જિત અલ્ટ્રા-શોર્ટ કઠોળની અવધિ જાળવી રાખવીવાટાઘાટ કરનાર. અલ્ટ્રાફાસ્ટ કઠોળ સમયની વિકૃતિ માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે, જે કઠોળને વધુ લાંબી બનાવે છે. પ્રારંભિક પલ્સ ટૂંકા ગાળાના સમયગાળા તરીકે આ અસર વધુ ખરાબ થાય છે. જ્યારે અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો 50 સેકંડના સમયગાળા સાથે કઠોળ ઉત્સર્જન કરી શકે છે, તે પલ્સને લક્ષ્ય સ્થાન પર પ્રસારિત કરવા માટે અરીસાઓ અને લેન્સનો ઉપયોગ કરીને સમયસર વિસ્તૃત કરી શકાય છે, અથવા ફક્ત હવા દ્વારા પલ્સને પ્રસારિત કરી શકે છે.

આ સમયે વિકૃતિને જૂથ વિલંબિત વિખેરી (જીડીડી) નામના માપનો ઉપયોગ કરીને પ્રમાણિત કરવામાં આવે છે, જેને બીજા ક્રમના વિખેરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. હકીકતમાં, ત્યાં ઉચ્ચ-ક્રમમાં વિખેરી નાખવાની શરતો પણ છે જે અલ્ટ્રાફાર્ટ-લેસર કઠોળના સમય વિતરણને અસર કરી શકે છે, પરંતુ વ્યવહારમાં, જીડીડીની અસરની તપાસ કરવા માટે તે સામાન્ય રીતે પૂરતું છે. જીડીડી એ આવર્તન-આધારિત મૂલ્ય છે જે આપેલ સામગ્રીની જાડાઈના રેખીય પ્રમાણસર છે. લેન્સ, વિંડો અને ઉદ્દેશ્ય ઘટકો જેવા ટ્રાન્સમિશન opt પ્ટિક્સમાં સામાન્ય રીતે સકારાત્મક જીડીડી મૂલ્યો હોય છે, જે સૂચવે છે કે એકવાર સંકુચિત કઠોળ ટ્રાન્સમિશન opt પ્ટિક્સને ઉત્સર્જિત કરતા લાંબી પલ્સ અવધિ આપી શકે છેલેસર સિસ્ટમો. નીચલા ફ્રીક્વન્સીઝ (એટલે ​​કે લાંબી તરંગલંબાઇ )વાળા ઘટકો ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ (એટલે ​​કે ટૂંકા તરંગલંબાઇ) સાથેના ઘટકો કરતા વધુ ઝડપથી ફેલાય છે. જેમ જેમ પલ્સ વધુ અને વધુ બાબતોમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે પલ્સમાં તરંગલંબાઇ સમયસર વધુ અને વધુ લંબાવવાનું ચાલુ રાખશે. ટૂંકા પલ્સ અવધિ માટે, અને તેથી વ્યાપક બેન્ડવિડ્થ્સ માટે, આ અસર વધુ અતિશયોક્તિપૂર્ણ છે અને પલ્સ ટાઇમ વિકૃતિમાં પરિણમી શકે છે.

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર એપ્લિકેશનો
વર્ણપત્ર
અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર સ્રોતોના આગમનથી, સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તેમના મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાંનું એક રહ્યું છે. ફેમ્ટોસેકન્ડ્સ અથવા તો એટોસેકન્ડ્સમાં પલ્સ અવધિ ઘટાડીને, ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓ, રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ .ાન કે જેનું નિરીક્ષણ કરવું અશક્ય હતું હવે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. મુખ્ય પ્રક્રિયાઓમાંની એક અણુ ગતિ છે, અને અણુ ગતિના નિરીક્ષણથી પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રોટીનમાં પરમાણુ કંપન, પરમાણુ વિયોજન અને energy ર્જા સ્થાનાંતરણ જેવી મૂળભૂત પ્રક્રિયાઓની વૈજ્ .ાનિક સમજમાં સુધારો થયો છે.

બાયઇમેજિંગ
પીક-પાવર અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો નોનલાઇનર પ્રક્રિયાઓને ટેકો આપે છે અને મલ્ટિ-ફોટોન માઇક્રોસ્કોપી જેવા જૈવિક ઇમેજિંગ માટે રિઝોલ્યુશનમાં સુધારો કરે છે. મલ્ટિ-ફોટોન સિસ્ટમમાં, જૈવિક માધ્યમ અથવા ફ્લોરોસન્ટ લક્ષ્યમાંથી નોનલાઇનર સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરવા માટે, બે ફોટોન અવકાશ અને સમયમાં ઓવરલેપ થવું આવશ્યક છે. આ નોનલાઇનર મિકેનિઝમ પૃષ્ઠભૂમિ ફ્લોરોસન્સ સંકેતોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડીને ઇમેજિંગ રિઝોલ્યુશનમાં સુધારો કરે છે જે સિંગલ-ફોટોન પ્રક્રિયાઓના અભ્યાસને પ્લેગ કરે છે. સરળ સિગ્નલ પૃષ્ઠભૂમિ સચિત્ર છે. મલ્ટિફોટોન માઇક્રોસ્કોપનો નાનો ઉત્તેજના ક્ષેત્ર પણ ફોટોટોક્સિસિટીને અટકાવે છે અને નમૂનાને નુકસાન ઘટાડે છે.

આકૃતિ 1: મલ્ટિ-ફોટોન માઇક્રોસ્કોપ પ્રયોગમાં બીમ પાથનું ઉદાહરણ આકૃતિ

લેસર સામગ્રી પ્રક્રિયા
અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર સ્ત્રોતોએ અલ્ટ્રાશોર્ટ કઠોળ સામગ્રી સાથે સંપર્ક કરે છે તે અનન્ય રીતને કારણે લેસર માઇક્રોમેચાઇનીંગ અને મટિરિયલ પ્રોસેસિંગમાં પણ ક્રાંતિ લાવી છે. અગાઉ સૂચવ્યા મુજબ, એલડીટીની ચર્ચા કરતી વખતે, અલ્ટ્રાફાસ્ટ પલ્સ અવધિ સામગ્રીના જાળીમાં ગરમીના પ્રસારના સમયના ધોરણ કરતા ઝડપી છે. અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો કરતાં ખૂબ નાનો ગરમીથી અસરગ્રસ્ત ઝોન ઉત્પન્ન કરે છેનેનોસેકન્ડ સ્પંદિત લેસરો, ઓછા કાપના નુકસાન અને વધુ ચોક્કસ મશીનિંગ પરિણમે છે. આ સિદ્ધાંત તબીબી એપ્લિકેશનોને પણ લાગુ પડે છે, જ્યાં અલ્ટ્રાફાર્ટ-લેસર કટીંગની વધેલી ચોકસાઇ આસપાસના પેશીઓને નુકસાન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને લેસર સર્જરી દરમિયાન દર્દીના અનુભવમાં સુધારો કરે છે.

એટોસેકન્ડ કઠોળ: અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોનું ભાવિ
જેમ જેમ સંશોધન અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોને આગળ વધારવાનું ચાલુ રાખે છે, ટૂંકા પલ્સ અવધિવાળા નવા અને સુધારેલા પ્રકાશ સ્રોતોનો વિકાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. ઝડપી શારીરિક પ્રક્રિયાઓની સમજ મેળવવા માટે, ઘણા સંશોધકો એટોસેકન્ડ કઠોળના પે generation ી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યા છે-એક્સ્ટ્રીમ અલ્ટ્રાવાયોલેટ (XUV) તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં લગભગ 10-18 સે. એટોસેકન્ડ કઠોળ ઇલેક્ટ્રોન ગતિના ટ્રેકિંગને મંજૂરી આપે છે અને ઇલેક્ટ્રોનિક સ્ટ્રક્ચર અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની અમારી સમજને સુધારશે. જ્યારે XUV એટોસેકન્ડ લેસરોના industrial દ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં એકીકરણ નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી શક્યું નથી, ત્યારે ક્ષેત્રમાં ચાલુ સંશોધન અને પ્રગતિઓ લગભગ ચોક્કસપણે આ તકનીકીને લેબની બહાર અને મેન્યુફેક્ચરિંગમાં ધકેલી દેશે, જેમ કે ફેમ્ટોસેકન્ડ અને પીકોસેકન્ડની સ્થિતિ છેલેસર સ્ત્રોતો.