Kilatan cahaya ultra-pendek digabungkan dengan tepat dan cepat

Kilatan cahaya ultra-pendek yang berlangsung kurang dari sepersejuta detik meningkat pesat dalam kepentingan teknologi. Dalam sumber laser, pasangan dan kelompok kilatan cahaya dapat dihasilkan daripada kilatan individu. Mirip dengan atom yang terikat secara kimia dalam sebuah molekul, mereka terikat satu sama lain dan periode waktu yang singkat dapat memiliki stabilitas yang luar biasa. Para peneliti di Universitas Bayreuth dan Constance kini telah mengungkapkan penyebab kopling stabil antara kilatan cahaya ultrashort dan menemukan cara untuk mengontrol jarak mereka dengan sangat tepat dan cepat. Mereka mempresentasikan hasil penelitian mereka di jurnal Visual.

Kilatan cahaya yang lebih pendek dari sepersejuta detik juga disebut pulsa femtosekon. Saat ini, mereka digunakan untuk mencari bahan energi, dalam pembuatan komponen 3D, atau sebagai pisau bedah mikro dalam pengobatan. Dalam laser, kilatan ini dibuat sebagai soliton, sinar tetap dari cahaya ombak. Hasil yang dipublikasikan pada kopling mereka diperoleh dengan menggunakan resonator laser. Ini memiliki cincin fiberglass yang memungkinkan solitaire berputar tanpa batas. Dalam sistem seperti itu, orang sering memperhatikan kilatan femtosecond berpasangan, yang disebut soliton molekul. Menggunakan spektroskopi resolusi tinggi real-time, tim peneliti berhasil melacak dinamika dua kilatan berpasangan secara real time melalui beberapa ratus ribu orbit. Berdasarkan data ini, para ilmuwan dapat menunjukkan bahwa pantulan optik di dalam resonator laser yang menggabungkan soliton individu dalam ruang dan waktu. Jarak pengikatan dapat diprediksi berdasarkan perbedaan waktu transit di dalam resonator dan akhirnya dapat disetel dengan baik dengan mengimbangi elemen optik.

Selain itu, studi baru menunjukkan bagaimana ikatan antara dua kilatan dapat dengan cepat dilepaskan dan ikatan baru tercipta. Sekarang mungkin, misalnya, untuk secara khusus beralih di antara kilatan cahaya yang terjadi secara berpasangan dan memiliki periode waktu yang berbeda. “Berdasarkan hasil penelitian kami, sekarang dimungkinkan untuk mengganti molekul solitone dengan menekan sebuah tombol. Ini membuka jalan baru untuk aplikasi teknis. pulsa femtosecond, terutama dalam spektroskopi dan pemrosesan bahan,” kata Luca Nimmesgern B.Sc, penulis pertama studi ini dan mahasiswa master fisika di University of Bayreuth.

Hasil yang diperoleh dalam resonator laser dapat ditransfer ke berbagai sumber laser berdenyut ultrashort. Dengan demikian, dimungkinkan untuk menghasilkan kilatan cahaya berpasangan di sistem laser lain dan mengubah jaraknya tanpa banyak usaha. “Sejak laporan pertama pasangan pulsa dalam laser serat lebih dari 20 tahun yang lalu, berbagai penjelasan untuk stabilitas partikel soliton dalam laser telah diusulkan. Model biasa telah bertentangan dengan banyak pengamatan, tetapi masih digunakan sampai sekarang. Studi baru kami sekarang memberikan penjelasan akurat yang konsisten dengan Data terukur untuk pertama kalinya. Di satu sisi, ini memberikan potongan teka-teki yang membuat banyak data sebelumnya dapat dimengerti. Sekarang, fisika laser kompleks dapat digunakan secara khusus untuk menghasilkan urutan soliton pada tinggi ketinggian,” kata George Herinck, profesor dinamika ultracepat di Universitas Bayreuth dan koordinator penelitian. Rekan penulis Prof. Dr. Alfred Lightstorfer dari Universitas Konstanz, yang kelompok penelitiannya telah mengembangkan laser serat sebagai alat spektroskopi selama bertahun-tahun, menambahkan: “Berdasarkan temuan baru kami, kami berharap dapat mewujudkan teknologi dengan aplikasi serbaguna. “

Di University of Bayreuth, sebuah proyek penelitian DFG baru-baru ini diluncurkan dengan tujuan untuk memahami interaksi antara soliton ultrashort dalam sumber laser secara detail, dan membuatnya dapat digunakan di masa depan. laser Aplikasi.