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飛秒級超短脈沖激光束整形技術(shù)在美獲突破

發(fā)布時間:2007-12-04 作者: 來源:科技日報 瀏覽:1432

    美國普度大學(xué)的工程專家近日在《自然光子學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上宣稱,他們可以對超短光脈沖的光譜性質(zhì)進(jìn)行精細(xì)調(diào)控,從而為制造更先進(jìn)的傳感器和更精密的實驗室儀器、研發(fā)更高效的通訊技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
 
  在高速攝影中,常使用閃光燈來將快速運(yùn)動的物體(如子彈)瞬間定格。激光脈沖與閃光燈有點類似,但速度要比閃光燈快上百萬倍,其閃光時間只能持續(xù)1皮秒(一萬億分之一秒)到1飛秒(一千萬億分之一秒)。
 
  普度大學(xué)電子與計算機(jī)工程學(xué)院著名科學(xué)家安德魯?韋納教授介紹說,如果把一個脈沖從開始到結(jié)束的光的性質(zhì)用圖形表示出來,由于光的強(qiáng)度變化,不同時段的光將呈現(xiàn)出不同的特定形狀。“脈沖整形”就是指對這些光的強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控。

  如果把激光脈沖分割成幾十萬個片斷,每一個片斷都代表了組成該脈沖的光譜中各不相同的一小部分。這些片斷通常稱為“梳狀線帶”,因為將它們用圖形表示出來時,就好像一個個的梳子齒一樣。整個的脈沖列則稱為“飛秒光學(xué)頻率梳”。
 
  在這項新的研究中,韋納及其小組成員對一個單脈沖“飛秒光學(xué)頻率梳”中的100條“梳狀線帶”進(jìn)行了精確的“脈沖整形”,這在世界上還是首次。
 
  通過精確控制激光脈沖的精細(xì)頻率結(jié)構(gòu),研究者希望制造更先進(jìn)的、可以檢測和測量有害物質(zhì)及污染物的光學(xué)傳感器,以及用于實驗室的超靈敏光譜儀;開發(fā)基于光學(xué)的通訊系統(tǒng),這種系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑷萘繉⒋蟠笤黾樱瑫r帶寬將增加,傳輸質(zhì)量也會更好。
 
  但要完全實現(xiàn)這樣的目標(biāo),需要精確調(diào)控每個單脈沖中的10萬到100萬條“梳狀線帶”。韋納認(rèn)為,盡管前面還會面臨巨大挑戰(zhàn),但目前取得的成果是一個具有重要意義的里程碑。 

 

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