پالس های لیزر 100 برابر سریعتر از لیزرهای فوق سریع

پالس های لیزر 100 برابر سریعتر از لیزرهای فوق سریع


کاواک آلومینیومی لیزر الکترو اپتیک فوق سریع NIST که برای پایدارسازی و فیلتر کردن سیگنال های الکترونیکی در حال نوسان به کار می رود تا امواجی ثابت در قوی ترین فرکانس ها ظاهر شوند و سایر فرکانس ها مسدود یا فیلتر شوند.
فیزیکدانان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری[1] (NIST) و همینطور دانشگاه کلرادو[2] (که هر دو در بولدر[3]، کلرادو قرار دارند) با بهره ‌گیری از ساختار الکترونیکی مشترک به پالس های لیزری 100 برابر سریع تر از لیزرهای فوق سریع معمول دست یافتند. بهره ‌گیری از مزایای دانش فوق سریع می تواند به کاربردهایی جدید نظیر تصویربرداری بلادرنگ از مواد بیولوژیکی منجر شود.
تکنولوژی ساخت لیزرهای الکترو اپتیک حدود پنج دهه قدمت دارد و ایده ساخت آنها به گونه فریبنده ساده به نظر می رسد. اما تاکنون محققین موفق به سوئیچ الکترونیکی نور برای تولید پالس های فوق سریع و همینطور حذف نویز الکترونیکی و تداخل نشده بودند. دانشمندان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری روش فیلتر سازی را پایه گذاری کردند که تداخل حاصل از گرمایش را که می‌ تواند پایداری نور همگام شده به صورت الکترونیکی را نابود سازد به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در این روش سیگنال های الکترونیکی با حرکت درون کاواک آلومینیومی، تثبیت و یا فیلتر می ‌شوند.
یکی از متداول ترین منابع نور فوق سریع، شانه فرکانس نوری[4] است که اغلب به وسیله لیزرهای قفل مدی پیشرفته ایجاد می شود. این لیزرها پالس هایی را از فرکانس های مختلف امواج نوری که با یکدیگر هم پوشانی دارند، شکل می دهند و ارتباطی بین فرکانس های اپتیکی و مایکروویو ایجاد می کنند. همگام سازی سیگنال های اپتیکی و مایکروویو سبب پیشرفت های اخیر در ارتباطات و همینطور سیستم های سنجش کوانتومی شده است.
در عوض لیزر جدید الکترو اپتیک NIST، نوسانات الکترونیکی مایکروویو را بر لیزر پیوسته ای که در فرکانس های نوری کار می کند، تحمیل می کند. لیزر الکترو اپتیک جدید نسبت به مدل معمولی که هر 10 نانوثانیه پالس تولید می کند، هر 100 پیکوثانیه تولید پالس می کند.
آقای اسکات پاپ، مدیر پروژه می گوید: "تصویربرداری شیمیایی و بیولوژیکی، مثال خوبی از کاربردهای این نوع لیزر است. بررسی نمونه های بیولوژیکی با پالس های فوق سریع علاوه بر تصویربرداری، اطلاعاتی هم از ساختار شیمیایی فراهم می کند. با استفاده از این تکنولوژی، این نوع تصویربرداری می تواند به طور چشمگیری سریعتر رخ دهد. بنابراین، تصویربرداری فراطیفی که در حال حاضر  در حدود یک دقیقه طول می کشد بلادرنگ انجام خواهد شد."
برای ساخت لیزر الکترو اپتیکی، محققین NIST با یک لیزر پیوسته مادون قرمز شروع می کنند و پالس هایی را با یک نوسانگر پایدار شده با کاواک ایجاد می کنند، که اطمینان خاطری باشد از اینکه همه پالس ها یکسان هستند. لیزر، پالس های اپتیکی در نرخ مایکروویو تولید می کند، و هر پالس از طریق یک موجبر میکروچیپ هدایت می شود تا رنگ های بیشتری در شانه فرکانس ایجاد کند. ساخت این لیزر با استفاده از تجهیزات مخابراتی و المان های مایکروویو، اطمینان‌ پذیری سیستم را بسیار افزایش داده است. ترکیب اطمینان پذیری و دقت، جذابیت شانه های الکترواپتیکی را برای اندازه گیری های طولانی مدت شبکه های زمان سنجی اپتیکی یا ارتباطات یا سیستم های حسگر، که در آنها نیاز به انتقال سریع تر داده ها است، افزایش داده است.
Reference
1. David R. Carlson et al., Science (2018); doi: 10.1126/science.aat6451.
 
Source:https://www.laserfocusworld.com/articles/2018/09/nistelectroopticlaserpulses100timesfasterthanusualultrafastlaser.
 
 
 

[1] National Institute of Standards and Technology
[2] University of Colorado
[3] Boulder
[4] Optical Frequency Comb
 
منبع : www.laserfocusworld.com      1397/11/4 12:06