Yn ddiweddar, mae tîm ymchwil o Labordy Allweddol y Wladwriaeth o Ffiseg Laser Maes Cryf,Sefydliad Opteg a Pheirianwaith Precision Shanghai, Tseineaidd Academi y Gwyddorau, darganfod y ffenomen po uchaf yw'r amlder ailadrodd laser, yr uchaf yw dwysedd optegol y ffilament yn y broses o ffilamentiad laser femtosecond amledd uchel ar raddfa mJ a ffilamentiad atmosfferig, a chyflwyno ffilamentiad atmosfferig laser femtosecond effaith cronni pwls yn seiliedig ar y "twll dwysedd isel". Cyflwynir delwedd gorfforol o effaith cronni pwls ffilamentiad atmosfferig yn seiliedig ar "dyllau dwysedd isel". Cyhoeddwyd y papur perthynol ynGwyddoniaeth a Pheirianneg Laser Pwer Uchel.
Gyda datblygiad cyflym kHz a hyd yn oed 100kHz laserau femtosecond amledd uchel, mae ffilamentation atmosfferig laser femtosecond amledd uchel yn darparu cyfleoedd digynsail ar gyfer prosesu laser, cyfathrebu tyllu niwl, cynhyrchu glaw cwmwl laser, mellt laser a chymwysiadau eraill . Oherwydd llacio ffotothermol ar raddfa milieiliad o foleciwlau aer, mae'r effaith cronni pwls yn ystod ffilamentu atmosfferig laserau femtosecond amledd uchel yn anochel, a dealltwriaeth fanwl o effaith effaith cronni curiad y galon ar y broses o laser amledd uchel. ffilamentiad yw'r allwedd i ddatblygiad pellach cymwysiadau newydd ffilamentiad atmosfferig laser. Gan ganolbwyntio ar y materion allweddol uchod, mae'r tîm ymchwil wedi cynnal ffilamentiad atmosfferig gan ddefnyddio laser femtosecond gydag amledd trwm o hyd at 100 kHz ac egni pwls o 0.4 mJ. Mae'r tîm ymchwil wedi canfod po hiraf yw'r ffilament ar yr amledd trwm uwch, y gwannaf yw fflworoleuedd un curiad, y cryfaf yw'r trydydd harmonig a achosir gan y ffilament, a throthwy'r dadansoddiad rhyddhau foltedd uchel ysgogedig yw wedi'i leihau, a chynigir mecanwaith ffisegol y sianel aer amledd uchel-drwm ar ddwysedd isel i ddechrau trwy effaith gronnus pwls ［(A). Ymchwil Ffotoneg Uwch 4, 2200338 (2023)].
Yn y gwaith hwn, cyfrifodd yr ymchwilwyr y broses ffilamentu o pwls laser femtosecond sengl trwy efelychiad rhifiadol, cael dosbarthiad gofodol dwysedd plasma ffilament, cyfrifo gwres cymhlethdod y plasma yn seiliedig ar ddwysedd plasma, a'i gyfuno â'r dargludiad gwres hafaliad i gael y "tyllau dwysedd isel" a achosir gan y ffilament ar amleddau ailadrodd gwahanol. Mae cyfernodau cydberthynas yr hafaliad efelychiad rhifiadol ar gyfer trosglwyddo aflinol o gorbys laser femtosecond yn cael eu cywiro gan y "tyllau dwysedd isel" i gael canlyniadau ffurfio ffilament corbys laser â gwahanol amleddau ailadrodd, a'r ffenomen y mae dwyster ffurfio ffilament yn ei achosi. mae atmosfferau laser dwys femtosecond yn cynyddu gyda'r cynnydd mewn amlder ailadrodd yn cael ei ganfod. Trwy fesur fflworoleuedd moleciwlau nitrogen ac ïonau nitrogen a achosir gan y ffilament i nodweddu'r arddwysedd golau y tu mewn i'r ffilament, cadarnhaodd yr arbrofion y disgwyliad damcaniaethol ac esbonio'n llwyddiannus y rheol amrywiad o arddwysedd golau y tu mewn i'r ffilament atmosfferig a achosir gan gorbys laser femtosecond gyda gwahanol ailadrodd. amleddau, a roddodd sylfaen wyddonol ddibynadwy ar gyfer dealltwriaeth fanwl o ffilamentiad atmosfferig laserau ffemtosecond amledd uchel a datblygiad eu cymwysiadau newydd.
Cefnogir y gwaith hwn gan Sefydliad Cenedlaethol Gwyddoniaeth Naturiol Tsieina, Rhaglen Allweddol Cydweithrediad Rhyngwladol Academi Gwyddorau Tsieineaidd, a Rhaglen Gwyddoniaeth a Thechnoleg Dinesig Shanghai.
Ffig. 1 Cyfrifiadau damcaniaethol o esblygiad gofodol dwyster ffurfio ffilament atmosfferig y laser ffemtosecond amledd trwm ar 100 Hz ac 1000 Hz ar gyfer gwahanol egni curiad y galon: (a) 0.1 mJ, (b) 0.2 mJ, (c) 0.7 mJ a (d) 1.2 mJ.
Ffig. 2 Canlyniadau arbrofol o 100 Hz a 1000 Hz amledd trwm trawsyriant laser aflinol amrywiad dwysedd cyfartalog gydag egni pwls laser (a) ac amrywiad dwyster golau y tu mewn i'r ffilament gydag amledd trwm laser ar egni pwls laser o 1.2 mJ (b) . (c) ac (ch) yw'r canlyniadau efelychiad rhifiadol cyfatebol. (d) Dosbarthiad dwysedd moleciwlau aer yn y rhanbarth dwysedd isel ar amleddau ailadrodd gwahanol.
