fényimpulzusokat

Fényimpulzusok olyan elektromágneses impulzusok, amelyek rendkívül rövid idő alatt érik el csúcskerületüket, és utána gyorsan lezajlanak. A beszélgetésben általában olyan pulzusokról beszélünk, amelyek időtartama picosekundum (10^-12 s) és femtosekundum (10^-15 s) közé esik, de extrémebb, attoszekundumos (10^-18 s) tartományokat is elérhetnek. Jellemzőjük a nagyon nagy átlagos teljesítményhez viszonyított magas csúcsteljesítmény és a széles spektrális tartomány.

Tulajdonságok és összefüggések: A pulzus időtartama szorosan összefügg a spektrális sávszélességgel a Fourier-elv alapján; rövidebb pulzushoz szélesebb spektrum szükséges. A pulzus formáját gyakran chirpnek nevezik, amely a periódusos előrehaladásban lévő fáziseltolódás eredménye. A terjedés közben a közegek dispersione és nonlineáris kölcsönhatásai módosíthatják a pulzus alakját; ezek mérésére és korrekciójára különböző pályázott technikákkal (diszpóziós kompenzáció, pulse shaping) kerül sor.

Előállítási módok: A leggyakoribb források mode-locked lézerek, amelyek passzív vagy aktív módon zárják be a kimenő módokat, például Ti:szeáfyer vagy réteges üveges lézerekből. Szélesebb spektrumú vagy speciális pulzusokra szolgálhatnak optikai paraméter-berendezések vagy szintetikus források, például frekvencia-kombok, melyek egyaránt tartalmazhatnak kvázi-kimenő pulzust és nagyon stabil időbeni ismétlődést.

Mérés és jellemzés: A pulzusokat autokorrelátorral, FROG- vagy SPIDER-módszerekkel mérik, hogy meghatározzák a teljes időtartamot, a központi hullámhosszt és a fáziseltolódásokat. A kulcsparaméterek közé tartozik a pulzus időtartama, ismétlődési frekvencia, csúcsteljesítmény és energiavizsgálat.

Alkalmazások: Fényimpulzusokat széles körben használják telekommunikációban (time-division multiplexing és nagy sebességű adatátvitel), ultrafast spektroszkópiában és pump-probe kísérletekben, nemlineáris optikában és mikro-/nano-feldolgozásban. Az orvosi képalkotásban és a molekuláris dinamika vizsgálatában is fontos szerepet töltenek be, különösen a két fotonos és mérsékelt energia-elosztású eljárásoknál.

Összegzés: A fényimpulzusok kulcsfontosságú eszközök a modern tudományban és technológiában, mivel lehetővé teszik események nagyon gyors időskálán történő vizsgálatát és kontrollált kezelését, miközben a pulzusok spektrális és időbeli tulajdonságai jól formálhatók és mérhetők.