Hogyan kell előállítani attoszekundumos fényimpulzust?

1. Használni kell egy ultra-rövid lézerrendszert. Ez olyan lézer, amelynek impulzusideje attoszekundumos tartományban van.

2. Egy speciális közegben (például egy gaszt vagy kristály) a lézerimpulzust lelassítják vagy terjesztik, majd egy másik eszközön keresztül időzítve, visszaverik.

3. Az időben terjesztett impulzust frekvencia konverzióval alakítják át, hogy az egy adott frekvencián feleljen meg. Ez az impulzus nagyon rövid időn belül (attoszekundumos tartományban) jön létre.

4. A lézerimpulzust valamilyen detektorral érzékelik, ami lehetővé teszi a méréseket és felhasználást.

Fontos megjegyezni, hogy ez csak egy nagyon egyszerűsített áttekintése a folyamatnak, és a valósában sokkal bonyolultabb és speciálisabb berendezéseket igényel.

Amennyire sikerült összeraknom:

Alapvető fizikai követelmény, a rövid laserimpulzushoz, hogy a laser rövid hullámhosszon üzemeljen. (Ezt viszonylag könnyű belátni, ha 1m a hullámhossz, akkor minimum olyan hosszú a hullámhossz, mint amennyi idő alatt a fény megteszi azt az 1 métert. Tehát a piros lézer rossz, a kék jobb, az UV esetleg röntgen a legjobb)

A másik ilyen követelmény, hogy a reletíva nagy legyen a sávszélesség. Tehát ne tökéletesen egy hullámhosszt bocsájtson ki a laser, hanem legyen egy kis +- érték.

Ez úgy hangzik, mintha a heisenberg féle biznytalansági tételből jönne, ha valamit nagyon szigoruan meghatározol pl. az időtartamot, akkor egy másik jellemző pl. a hullámhossz bizonytalan kell legyen.

Ahogy én látom, a kihívás az, hogy a laser stimulált emissziókra épül, de ez az emisszió a szokványosan valahol a látható tartomány közelében történik relatíve nagy hullámhosszokkal.

Pl. Ha van egy gázod, ott gerjesztheted egy szinttel a gáz egyik külső elektronját, aztán az visszazuhan és közben emittál. De ez az adott anyag kémiai tulajdonsága, és nincs olyan anyag, ami röntgen tartománban működne.

Erre az egyik megoldás, hogy a gerjesztett atomot duplán, triplán, vagy mégtöbbször gerjeszted, aztán fele, harmada, vagy tört része lesz a hullámhossz. De alapvetően ez egy nehéz feladat. Ilyenkor lasert használnak az atomok pumpálására azokból jön egy második rövid hullámú laser. Ez a High harmonic generation.

A másik, hogy hagyod a francba az atomokat és szabad elektronokra váltasz.

Ez a free electron laser. Amit effektíve akármilyen hullámhosszra építhetsz.

Itt egy csőbe lősz közel fénysebességgel elektronokat. A csőben jobbról, balról váltakozású polarikású mágnesek vannak. Ezek jobbra balra rángatják az elektronokat. Ez változó elektromos reret hoz létre, az változó mágneses teret, a kettő együtt maga a fény. Annyi, hogy a cső két végére tükröket teszel, így az oda vissza pattogó fényből egy állóhullám alakul ki, ami miatt szinkronba kerül az elektronok emissziója, és bumm laser.

[link]

[link]

[link]

"ha 1m a hullámhossz, akkor minimum olyan hosszú a hullámhossz*, mint amennyi idő alatt a fény megteszi azt az 1 métert."

*Akarom mondani a laser impulzus időtartama.

Itt nézz körül, el fogják részletesen magyarázni:

[link]