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研究人员使用工业激光设备发生阿托秒脉冲

一阿托秒是一秒的十亿分之一。将检测精度提高到阿托秒等级,可以协助研讨人员在微观尺度上研讨电子的快速运动,从而提醒光与物质的相互作用方法,从而为太阳能发电、生物化学和医疗确诊等研讨供给信息。

《科学发展》杂志8月21日发文称,美国中佛罗里达大学的研讨人员近来拓宽了阿托秒科学的前沿范畴:他们用廉价易得的工业级激光器,发生了阿托秒脉冲。

UCF助理教授、论文作者Michael Chini说:“缺少顶级激光设备是阿托秒科学面对的首要应战之一。现在,全世界只要12台满意阿托秒科学研讨的激光设备。UCF很幸运地具有其中之一。但不幸的是,这些激光设备都不是真实的‘用户设备’,其他范畴的科学家并不能充沛运用它们从事研讨作业。咱们的作业为阿托秒脉冲的广泛运用奠定了根底。项目中用于发生阿托秒脉冲的工业级激光器,价格仅约10万美元,供货商有几十家,而且可以与多种激光器协同作业。”

阿托秒科学的作业原理与声纳和3D激光测绘相似,但规划要小得多。当一个阿托秒光脉冲经过资料时,资猜中的电子与脉冲的相互作用会使后者歪曲。经过检测脉冲畸变,研讨人员就能构建电子图画,并制作出电子运动“电影”。

通常情况下,制作阿托秒脉冲需求杂乱的激光体系、大型设备和高度洁净的试验室环境。此外,为了发生阿托秒级研讨所需的极短光脉冲,还需求将激光射入充溢稀有气体的管中,以进一步紧缩脉冲。

Chini团队以分子气体代替稀有气体,用工业激光设备发生了1.6个周期的脉冲。研讨人员表明,单周期脉冲也是在技能规模之内可以达到的方针。

论文榜首作者、UCF物理系博士生John Beetar以为,气体类型和脉冲的持续时刻是影响试验成果的关键因素。他说:“咱们试管中充溢了分子气体,尤其是线性分子气体,由于分子倾向于与激光场对齐,会表现出增强效应。但是,只要当脉冲持续时刻满足长,才干诱导旋转对齐,从而使增强作用闪现。气体的挑选很重要,由于旋转对准的时刻与分子惯性密切相关。而为了使增强作用最大化,咱们期望旋转对准时刻与激光脉冲的持续时刻是共同的。运用商用、工业级激光器降低了体系杂乱性,让阿托秒科学研讨更简单完成,也让没有激光研讨布景的科学家可以进行跨学科运用。”

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