Riċentement, tim ta 'riċerka mil-Laboratorju Ewlenin tal-Istat tal-Fiżika tal-Laser f'Qasam Qawwija,Shanghai Istitut ta 'l-Ottika u Makkinarju ta' Preċiżjoni, Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, skopriet il-fenomenu li iktar ma tkun għolja l-frekwenza tar-ripetizzjoni tal-lejżer, iktar tkun għolja l-intensità ottika tal-filament fil-proċess ta 'filamentazzjoni tal-laser femtosecond fuq skala mJ ta' frekwenza għolja u filamentazzjoni atmosferika, u ressaq filamentazzjoni atmosferika tal-laser femtosecond effett ta 'akkumulazzjoni tal-polz ibbażat fuq "toqba ta' densità baxxa". Tiġi ppreżentata immaġni fiżika tal-effett tal-akkumulazzjoni tal-polz tal-filamentazzjoni atmosferika bbażata fuq "toqob ta 'densità baxxa". Id-dokument relatat ġie ppubblikat fiXjenza u Inġinerija tal-Laser ta 'Qawwa Għolja.
Bl-iżvilupp mgħaġġel ta 'kHz u anke 100kHz lasers femtosecond ta' frekwenza għolja, il-filamentazzjoni atmosferika tal-laser femtosecond ta 'frekwenza għolja tipprovdi opportunitajiet mingħajr preċedent għall-ipproċessar tal-lejżer, komunikazzjoni li tittaqqab iċ-ċpar, ġenerazzjoni tax-xita tas-sħab tal-laser, sajjetti tal-laser u applikazzjonijiet oħra . Minħabba r-rilassament fototermali fuq skala millisekondi tal-molekuli tal-arja, l-effett tal-akkumulazzjoni tal-polz matul il-filamentazzjoni atmosferika ta 'lejżers femtosecond ta' frekwenza għolja huwa inevitabbli, u fehim fil-fond tal-impatt tal-effett tal-akkumulazzjoni tal-polz fuq il-proċess tal-laser ta 'frekwenza għolja il-filamentazzjoni hija ċ-ċavetta għall-iżvilupp ulterjuri tal-applikazzjonijiet il-ġodda tal-filamentazzjoni atmosferika tal-laser. Iffoka fuq il-kwistjonijiet ewlenin ta 'hawn fuq, it-tim ta' riċerka wettaq filamentazzjoni atmosferika bl-użu ta 'lejżer femtosecond bi frekwenza qawwija ta' sa 100 kHz u enerġija tal-polz ta '0.4 mJ. It-tim ta 'riċerka sab li aktar ma l-filament ikun il-frekwenza tqila ogħla, iktar tkun dgħajfa l-fluworexxenza ta' polz wieħed, iktar tkun b'saħħitha t-tielet armonika indotta mill-filament, u l-limitu tat-tqassim indott ta 'skarika ta' vultaġġ għoli huwa imnaqqas, u l-mekkaniżmu fiżiku tal-kanal ta 'l-arja ta' frekwenza għolja b'densità baxxa huwa inizjalment propost permezz ta 'l-effett kumulattiv tal-polz ［(A). Advanced Photonics Research 4, 2200338 (2023)].
F'dan ix-xogħol, ir-riċerkaturi kkalkulaw il-proċess ta 'filamentazzjoni ta' polz tal-laser femtosecond wieħed permezz ta 'simulazzjoni numerika, kisbu d-distribuzzjoni spazjali tad-densità tal-plażma tal-filament, ikkalkulaw is-sħana tal-kumplessità tal-plażma bbażata fuq id-densità tal-plażma, u flimkien mal-konduzzjoni tas-sħana ekwazzjoni biex jinkisbu l-"toqob ta 'densità baxxa" indotti mill-filament fi frekwenzi ta' ripetizzjoni differenti. Il-koeffiċjenti ta 'korrelazzjoni ta' l-ekwazzjoni ta 'simulazzjoni numerika għat-trasmissjoni mhux lineari ta' impulsi tal-laser femtosecond huma kkoreġuti mill-"toqob ta 'densità baxxa" biex jinkisbu r-riżultati li jiffurmaw il-filament ta' impulsi tal-lejżer bi frekwenzi ta 'ripetizzjoni differenti, u l-fenomenu li l-intensità li tifforma l-filament ta' Femtosecond intensi laser atmosferi żidiet maż-żieda tal-frekwenza ripetizzjoni jinstab. Billi tkejjel il-fluworexxenza tal-molekuli tan-nitroġenu u l-joni tan-nitroġenu indotti mill-filament biex jikkaratterizzaw l-intensità tad-dawl ġewwa l-filament, l-esperimenti kkonfermaw l-aspettattiva teoretika u spjegaw b'suċċess ir-regola tal-varjazzjoni tal-intensità tad-dawl ġewwa l-filament atmosferiku indotta minn impulsi tal-laser femtosecond b'repetizzjoni differenti frekwenzi, li pprovdew bażi xjentifika affidabbli għall-fehim fil-fond tal-filamentazzjoni atmosferika ta 'lejżers femtosecond ta' frekwenza għolja ta 'ripetizzjoni u l-iżvilupp tal-applikazzjonijiet ġodda tagħhom.
Dan ix-xogħol huwa appoġġjat mill-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina, il-Programm Ewlenin ta 'Kooperazzjoni Internazzjonali tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, u l-Programm tax-Xjenza u t-Teknoloġija tal-Muniċipalità ta' Shanghai.
Fig. 1 Kalkoli teoretiċi tal-evoluzzjoni spazjali tal-intensità atmosferika li tifforma l-filament tal-laser femtosecond ta' frekwenza tqila f'100 Hz u 1000 Hz għal enerġiji tal-polz differenti: (a) 0.1 mJ, (b) 0.2 mJ, (c) 0.7 mJ u (d) 1.2 mJ.
Fig. 2 Riżultati sperimentali ta '100 Hz u 1000 Hz frekwenza tqila laser trasmissjoni mhux lineari varjazzjoni intensità medja bl-enerġija tal-polz tal-laser (a) u varjazzjoni ta' intensità tad-dawl ġewwa l-filament bil-laser frekwenza tqila f'enerġija tal-polz tal-laser ta '1.2 mJ (b) . (c) u (d) huma r-riżultati ta' simulazzjoni numerika korrispondenti. (e) Id-distribuzzjoni tad-densità tal-molekuli tal-arja fir-reġjun ta 'densità baxxa fi frekwenzi ta' ripetizzjoni differenti.
