Mae gwyddonwyr ym Mhrifysgol Rhydychen wedi datgelu dull arloesol ar gyfer dal strwythur llawn corbys laser dwys ultra - mewn un mesuriad. Gallai'r Breakthrough, a gyhoeddwyd mewn cydweithrediad agos â Ludwig - Prifysgol Maximilian Munich a Sefydliad Max Planck ar gyfer Opteg Quantum, chwyldroi ein gallu i reoli rhyngweithiadau mater - mater.
Byddai gan hyn gymwysiadau trawsnewidiol mewn sawl maes, gan gynnwys ymchwil i fathau newydd o ffiseg a gwireddu'r dwyster eithafol sy'n ofynnol ar gyfer ymchwil ynni ymasiad. Cyhoeddwyd y canlyniadau ynFfotoneg Natur.
Ultra - Gall laserau dwys gyflymu electronau i bron i - cyflymderau golau o fewn un osciliad (neu 'gylch tonnau') y maes trydan, gan eu gwneud yn offeryn pwerus ar gyfer astudio ffiseg eithafol. Fodd bynnag, mae eu hamrywiadau cyflym a'u strwythur cymhleth yn gwneud mesuriadau amser - go iawn o'u heiddo yn heriol.
Hyd yn hyn, yn nodweddiadol roedd technegau presennol yn gofyn am gannoedd o ergydion laser i ymgynnull llun cyflawn, gan gyfyngu ar ein gallu i ddal natur ddeinamig y corbys golau eithafol hyn.
The new study, jointly led by researchers in the University of Oxford's Department of Physics and the Ludwig-Maximilian University of Munich, Germany, describes a novel single-shot diagnostic technique, named RAVEN (Real-time Acquisition of Vectorial Electromagnetic Near-fields). Mae'r dull hwn yn caniatáu i wyddonwyr fesur siâp llawn, amseru ac alinio corbys laser dwys ultra - unigol gyda manwl gywirdeb uchel.
Gallai cael llun cyflawn o ymddygiad y Pulse Laser chwyldroi enillion perfformiad mewn sawl maes. Er enghraifft, gallai alluogi gwyddonwyr i ddirwyo systemau laser tiwn - mewn amser go iawn - (hyd yn oed ar gyfer laserau sy'n tanio yn achlysurol yn unig) a phontio'r bwlch rhwng realiti arbrofol a modelau damcaniaethol, gan ddarparu gwell data ar gyfer modelau cyfrifiadurol ac efelychiadau pwerus AI -.
Mae'r dull yn gweithio trwy rannu'r pelydr laser yn ddwy ran. Defnyddir un o'r rhain i fesur sut mae lliw (tonfedd) y laser yn newid dros amser, tra bod y rhan arall yn mynd trwy ddeunydd birefringent (sy'n gwahanu golau â gwahanol wladwriaethau polareiddio). Yna mae arae microlens (grid o lensys bach) yn cofnodi sut mae blaen tonnau'r pwls laser (siâp a chyfeiriad) wedi'i strwythuro.
Cofnodir y wybodaeth gan synhwyrydd optegol arbenigol, sy'n ei chyfleu mewn delwedd sengl y mae rhaglen gyfrifiadurol yn ail -greu strwythur llawn y pwls laser ohono.
Dywedodd yr ymchwilydd arweiniol Sunny Howard (ymchwilydd Ph.D. yn yr Adran Ffiseg, Prifysgol Rhydychen ac yn ymweld â gwyddonydd i Ludwig - Prifysgol Maximilian Munich), "Mae ein dull yn galluogi, am y tro cyntaf, bod y wladwriaeth Ultra} ac yn cynnwys pwls pwls pwls, pwls}}}.
"Mae hyn nid yn unig yn darparu mewnwelediadau digynsail i ryngweithiadau mater - ond hefyd yn paratoi'r ffordd ar gyfer optimeiddio systemau laser pŵer uchel - mewn ffordd a oedd gynt yn amhosibl."
Profwyd y dechneg yn llwyddiannus ar yr atlas - 3000 Petawatt - dosbarth laser yn yr Almaen, lle datgelodd ystumiadau bach a sifftiau tonnau yn y pwls laser a oedd yn amhosibl eu mesur o'r blaen mewn amser - go iawn, gan ganiatáu i'r tîm ymchwil fine-tune.
Gall yr ystumiadau hyn, a elwir yn spatio - cyplyddion amserol, effeithio'n sylweddol ar berfformiad arbrofion laser dwyster - uchel.
Trwy ddarparu adborth amser - go iawn, mae Raven yn caniatáu ar gyfer addasiadau ar unwaith, gan wella cywirdeb ac effeithlonrwydd arbrofion mewn ffiseg plasma, cyflymiad gronynnau, a gwyddoniaeth dwysedd egni - uchel. Mae hefyd yn arwain at arbedion amser sylweddol, gan nad oes angen sawl ergyd i nodweddu priodweddau'r pwls laser yn llawn.
Mae'r dechneg hefyd yn darparu llwybr newydd posib i wireddu dyfeisiau ynni ymasiad anadweithiol yn y labordy - Cam porth allweddol tuag at gynhyrchu egni ymasiad ar raddfa sy'n ddigonol i bweru cymdeithasau. Mae dyfeisiau ynni ymasiad anadweithiol yn defnyddio corbys laser dwys ultra - i gynhyrchu gronynnau egnïol iawn o fewn plasma, sydd wedyn yn lluosogi i'r tanwydd ymasiad.
Mae'r cysyniad "gwresogi ategol" hwn yn gofyn am wybodaeth gywir o'r dwyster pwls laser â ffocws i dargedu i wneud y gorau o'r cynnyrch ymasiad, un a ddarperir bellach gan Raven. Gallai laserau â ffocws hefyd ddarparu stiliwr pwerus ar gyfer ffiseg newydd - er enghraifft, gan gynhyrchu ffoton - ffoton yn gwasgaru mewn gwagle trwy gyfeirio dau gorbys at ei gilydd.
CO - Mae awdur yr Athro Peter Norreys (Adran Ffiseg, Prifysgol Rhydychen), yn dweud, "Lle byddai'r rhan fwyaf o ddulliau presennol yn gofyn am gannoedd o ergydion, mae Raven yn cyflawni sbatio llwyr - nodweddiad amserol pwls laser mewn un yn unig. Ultra - cymwysiadau laser dwys, gan addo gwthio ffiniau gwyddoniaeth a thechnoleg laser.
CO {- awdur Dr. Andreas Döpp (Cyfadran Ffiseg, Ludwig - maximiliaid - Prifysgol Munich ac ymweld â gwyddonydd i ffiseg atomig a laser, Prifysgol Rhydychen) yn ychwanegu, "yn ôl y flwyddyn, yn cael ei chynnwys yn cael ei chynnwys yn y flwyddyn hon, a oedd yn cael ei chynnwys yn y flwyddyn hon, a oedd yn cael ei chynnwys yn y flwyddyn, yn cael ei chynnwys yn y flwyddyn hon Oherwydd bod corbys dwys ultra - wedi'u cyfyngu i ofod ac amser mor fach wrth ganolbwyntio, mae cyfyngiadau sylfaenol ar faint o ddatrysiad sydd ei angen mewn gwirionedd i gyflawni'r math hwn o ddiagnostig.
"Roedd hon yn gêm -, ac roedd yn golygu y gallem ddefnyddio microleses, gan wneud ein setup yn llawer symlach."
Wrth edrych ymlaen, mae'r ymchwilwyr yn gobeithio ehangu'r defnydd o Gigfran i ystod ehangach o gyfleusterau laser ac archwilio ei botensial wrth optimeiddio ymchwil ynni ymasiad anadweithiol, laser - cyflymyddion gronynnau wedi'u gyrru ac arbrofion quantum maes quet - uchel.
