革命性工具实现精确的飞秒激光测量
光子学与成像技术内幕
实验室设置了一种可以测量飞秒激光器的新工具。 （图片来源：隆德大学）超短激光脉冲——短于百万分之一秒——已经改变了基础科学、工程和医学。尽管如此，它们的超短持续时间使得它们难以捉摸且难以测量。大约十年前，隆德大学和波尔图大学的研究人员推出了一种测量超快激光器脉冲持续时间的工具。该团队现在取得了突破，能够在更紧凑的设置中测量更广泛的参数范围内的单个激光脉冲。
“通常用于工业和医学的飞秒激光器的当前标准测量仅给出脉冲持续时间的估计。我们的方法提供了更完整的测量，有助于释放超快激光技术的全部潜力，”隆德大学原子物理学博士生 Daniel Díaz Rivas 说道。
对于我们大多数人来说，飞秒脉冲的概念很难理解。然而，它们的日常应用非常广泛，从眼科手术到工业微加工。极短的激光脉冲甚至可以研究自然界最快的过程，例如光合作用和电子动力学中的能量转移。
尽管它们的应用越来越广泛，但精确测量脉冲的形状和持续时间仍然是一项艰巨的任务。电子仪器太慢，这就是研究人员转向光学方法的原因。
当前方法有限
然而，这些类型的光学技术通常需要在扫描序列中进行多次测量。这使得它们不适合实时捕获单个脉冲。
单脉冲版本已经出现，用于表征基础科学中常用的极短脉冲，但难以应对工业和医疗应用中更常用的较长脉冲。这些限制与在紧凑的光学装置中充分拉伸脉冲的复杂性有关。
隆德大学的研究人员现已开发出一种紧凑而优雅的方法，利用简单的光学原理来拉伸超快激光脉冲。通过发送脉冲激光束穿过衍射光栅（一种将光在空间上分离成颜色的组件）并使用透镜组合对光栅进行成像，他们可以精确控制激光束的脉冲持续时间。
这种方法可以在紧凑的光学装置中将飞秒脉冲延长十倍以上。
这样可以在一次拍摄中进行完整的表征，无需预补偿光学元件。这项工作的结果是一种多功能技术，可以工作于几飞秒到数百飞秒的脉冲持续时间，从而涵盖科学、工业和医疗应用。它为实时监控单个脉冲打开了大门，这对于许多激光平台来说是以前无法实现的。
展望未来
除了脉冲表征之外，这种光学原理还可以应用于塑造光脉冲的时空特性，并探索研究光与物质相互作用的不同方法。
“随着超快激光器继续推动科学技术创新，此类工具将成为突破精度和理解界限的关键，”隆德大学原子物理学高级讲师 Cord Arnold 总结道。
本文由隆德大学撰写。欲了解更多信息，请联系 Daniel Diaz Rivas， 此电子邮件地址已受到垃圾邮件机器人的保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它..
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