Dragă, am micșorat intensul laser XUV

IMAGINE: Un impuls NIR (roșu) este focalizat și se generează armonici ridicate într-un jet de gaz plasat înainte sau în spatele focalizării NIR. În acest fel, a generat vizualizarea XUV … După

Credit: Balázs Major

Invenția laserului a dat naștere erei opticii neliniare, care astăzi joacă un rol important în multe aplicații științifice, industriale și medicale. Toate aceste aplicații beneficiază de disponibilitatea laserelor compacte în regiunea vizibilă a spectrului electromagnetic. Situația este diferită la lungimile de undă XUV, unde au fost construite facilități foarte mari (numite lasere electronice libere) pentru a genera impulsuri XUV intense. Un exemplu este FLASH-ul din Hamburg, care se întinde pe câteva sute de metri. Au fost, de asemenea, dezvoltate surse XUV intense mai mici, bazate pe HHG. Cu toate acestea, aceste surse au încă o amprentă de câteva zeci de metri și au fost demonstrate până acum doar în câteva universități și institute de cercetare din întreaga lume.

O echipă de cercetători de la Institutul Max Born (Berlin, Germania), ELI-ALPS (Szeged, Ungaria) și INCDTIM (Cluj-Napoca, România) au dezvoltat recent o nouă schemă pentru generarea impulsurilor XUV intense. Conceptul lor se bazează pe HHG, care se bazează pe concentrarea unui impuls laser cu infraroșu apropiat (NIR) într-o țintă de gaz. Ca rezultat, sunt emise explozii foarte scurte de lumină cu frecvențe care sunt armonice ale laserului de acționare NIR, care sunt astfel în mod tipic în regiunea XUV. Pentru a putea realiza impulsuri XUV intense, este important să generați cât mai multă lumină XUV. Acest lucru se realizează în general prin generarea unei focalizări foarte mari a laserului pilot NIR, care necesită un laborator mare.

Oamenii de știință de la Institutul Max Born au demonstrat că este posibilă reducerea unui laser XUV intens prin utilizarea unei configurații care se întinde pe o lungime de doar doi metri. Pentru a face acest lucru, au folosit următorul truc: în loc să genereze lumină XUV la focarul laserului NIR, au plasat un jet foarte dens de atomi relativ departe de focarul laserului NIR, așa cum se arată în Figura 1. Aceasta are două avantaje importante: (1) Deoarece fasciculul NIR în poziția jetului este mare, sunt generați mulți fotoni XUV. (2) Fasciculul XUV generat este mare și are o divergență mare și, prin urmare, poate fi focalizat pe o dimensiune mică a punctului. Numărul mare de fotoni XUV în combinație cu dimensiunea mică a punctului XUV face posibilă generarea impulsurilor laser XUV intense. Aceste rezultate au fost confirmate de simulări pe computer efectuate de o echipă de cercetători de la ELI-ALPS și INCDTIM.

Pentru a demonstra că impulsurile XUV generate sunt foarte intense, oamenii de știință au studiat ionizarea multiphotonică a atomilor de argon. Ei au reușit să multiplice ionizarea acestor atomi, ducând la stări de încărcare ionică de Ar2 + și Ar3 +. Acest lucru necesită absorbția a cel puțin doi și, respectiv, patru fotoni XUV. În ciuda dimensiunilor reduse ale acestei surse XUV intense, intensitatea XUV obținută de 2 x 1014 W / cm2 o depășește pe cea a multor surse XUV intense existente.

Noul concept poate fi implementat în multe laboratoare din întreaga lume, iar diverse domenii de cercetare pot beneficia de acesta. Aceasta include spectroscopia cu atosecundă a pompei, care până acum a fost extrem de dificil de realizat. Noul laser XUV intens și compact ar putea depăși limitele de stabilitate care există în această tehnică și ar putea fi folosit pentru a observa dinamica electronilor pe scări de timp extrem de scurte. Un alt domeniu care ar trebui să beneficieze este imagistica obiectelor la scară nanometrică, cum ar fi biomoleculele. Acest lucru ar putea îmbunătăți posibilitățile de a face filme în nanocosmos pe scări de timp femtosecundă sau chiar în atosecundă.

###

Avertizare: AAAS și EurekAlert! nu sunt responsabili pentru acuratețea comunicatelor de presă postate pe EurekAlert! de către instituțiile care contribuie sau pentru utilizarea oricărei informații prin intermediul sistemului EurekAlert.

READ  VILLADORIA E IL RE DEI VINI

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *