يحدد الليزر المحرك الحد الأعلى لمصدر ضوء الليزر الأتوثانية

يحدد الليزر المحرك الحد الأعلى لـليزر أتوثانيةمصدر ضوء.
في الوقت الحالي،ليزرات نبضية أتوثانيةتُنتج هذه النبضات بشكل رئيسي من خلال توليد التوافقيات العالية (HHG) بفعل المجالات القوية. ويمكن فهم جوهر توليدها على أنه تأين الإلكترونات وتسريعها وإعادة اتحادها لإطلاق الطاقة، وبالتالي انبعاث نبضات الأشعة فوق البنفسجية القصيرة جدًا (XUV) ذات زمن أتوثاني.
لذلك، فإن خرج نبضات الأتوثانية حساس للغاية لعرض النبضة والطاقة والطول الموجي وتردد التكرار لليزر المحرك: فعرض النبضات الأقصر يساعد على عزل نبضات الأتوثانية، والطاقة الأعلى تحسن التأين والكفاءة، والأطوال الموجية الأطول ترفع طاقة القطع ولكنها تقلل بشكل كبير من كفاءة التحويل، وترددات التكرار الأعلى تحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء ولكنها محدودة بطاقة النبضة الواحدة.
تركز التطبيقات المختلفة على مؤشرات رئيسية مختلفة لأشعة الليزر الأتوثانية، وبالتالي تتوافق مع خيارات التصميم لأنواع مختلفة من المحركاتمصادر الليزر.
بالنسبة لتطبيقات مثل أبحاث الديناميكيات فائقة السرعة والمجهر الإلكتروني، يتطلب العزل المستقر لنبضات الأتوثانية (IAP) عادةً نبضات قيادة قصيرة وتحكم جيد في طور غلاف الموجة الحاملة (CEP) لتحقيق بوابات زمنية فعالة وإمكانية التحكم في شكل الموجة؛
بالنسبة للتجارب مثل مطيافية الضخ والاستشعار والتأين متعدد الفوتونات، فإن الإشعاع عالي الطاقة أو عالي التدفق في نطاق الأتوثانية يساعد على تحسين كفاءة الإثارة / الامتصاص، والتي عادة ما يتم تحقيقها في ظل ظروف طاقة قيادة أعلى وظروف طاقة متوسطة أعلى من خلال توليد التوافقيات العالية، ويتطلب الحفاظ على مطابقة الطور المقبولة وجودة الحزمة في ظل ظروف التأين العالية؛
لتوليد إشعاع أتوثانية في نافذة الأشعة السينية (وهو أمر ذو قيمة كبيرة للتصوير المتماسك وقياس طيف امتصاص الأشعة السينية المعتمد على الوقت)، غالبًا ما يتم استخدام القيادة ذات الطول الموجي الطويل في منتصف الأشعة تحت الحمراء لزيادة طاقة القطع التوافقي والحصول على تغطية طاقة فوتون أعلى؛
في القياسات الحساسة للدقة الإحصائية، مثل العد وقياس الطيف الضوئي الإلكتروني، يمكن أن تؤدي ترددات التكرار الأعلى إلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وكفاءة الحصول على البيانات بشكل كبير، في حين أن انخفاض الشحنة/الطاقة في النبضة الواحدة يساعد في تقليل قيود تأثيرات الشحنة المكانية على دقة طيف الطاقة.
يوضح الشكل 1 العلاقة بين معايير تشغيل الليزر وخصائص ليزر النبضات الأتوثانية ومتطلبات التطبيق. وبشكل عام، تدفع متطلبات التطبيقات باستمرار إلى تحسين معايير ليزر النبضات الأتوثانية، وبالتالي تدفع إلى التطوير المستمر لبنية وتقنيات الليزر الرئيسية.ليزر فائق السرعةالأنظمة.