RepetitivaGigahertzpolsos amb colors i formes individuals desbloquegen un nou potencial en la imatge ultraràpida i el processament làser.
Un equip d'investigadors de la Universitat de Tòquio i la Universitat de Saitama al Japó ha desenvolupat una tècnica òptica innovadora anomenada "llançadora de l'espectre". La tècnica pot generar simultàniament ràfegues de polsos GHz i formar els seus perfils espacials.
La generació i la formació de polsos altament repetitius són molt prometedores per a una varietat d'aplicacions, com ara fotografia d'alta velocitat, processament làser i generació d'ones acústiques. Els polsos de gigahertz (GHz) amb intervals de ~0,01 ~ ~10 nanosegons són especialment valuosos per visualitzar fenòmens ultraràpids i millorar l'eficiència del processament làser.
Actualment, mentre que els mètodes per generar ràfegues de polsos de GHz estan disponibles a la indústria, hi ha reptes com ara la sortida ineficient d'energia de polsos, la poca ajustabilitat dels intervals de polsos i la complexitat dels sistemes existents. A més, la configuració del perfil espacial de cada pols de ràfega de GHz està limitada a causa de la resposta insuficient dels moduladors de llum espacial.
Per abordar aquests reptes, l'equip de recerca esmentat anteriorment va desenvolupar un nou esquema.
L'enfocament consisteix a dispersar horitzontalment polsos ultracurts a través d'una xarxa de difracció, utilitzant miralls paral·lels per separar els polsos en diferents longituds d'ona espacialment. Aquests polsos alineats verticalment es poden modular espacialment individualment mitjançant un modulador de llum espacial. Els polsos modulats resultants, amb diferents retards de temps en el rang de GHz, produeixen ràfegues de polsos GHz separades espectralment, cadascun amb una forma única en el seu perfil espacial.
S'informa que el mètode genera amb èxit polsos de ràfega de GHz amb variacions discretes de longitud d'ona i interval de temps. Demostra la formació de perfils espacials, inclosos els canvis de posició i la divisió de pics. L'aplicació del mètode a la imatge espectral ultraràpida demostra la seva capacitat per capturar la dinàmica de diferents bandes de longitud d'ona simultàniament.
El mètode facilita la imatge ultraràpida en escales de temps de subnanosegons a nanosegons, permetent l'anàlisi de fenòmens ràpids i no repetitius. Les seves aplicacions potencials inclouen la revelació de fenòmens ultraràpids desconeguts i el seguiment de processos físics ràpids en entorns industrials. La capacitat de donar forma individual als polsos de GHz també és força prometedora en el processament làser de precisió i la teràpia làser.
En particular, l'enfocament innovador de l'equip ha donat com a resultat un disseny compacte i una portabilitat millorada, el que el fa adequat per al seu ús en instal·lacions de recerca científica i en una varietat de tecnologies industrials.
Keitaro Shimada, Ph.D. candidat al Departament de Bioenginyeria de laUniversitat de Tòquio, va dir: "La nostra estructura òptica única permet la manipulació de polsos ultracurts amb un camí òptic tridimensional, donant lloc a una manipulació espacial sense precedents de les ràfegues de GHz".
Va afegir: "El transport de l'espectre proporciona una àmplia gamma de polsos de ràfega de GHz amb intervals que van des dels 10 picoseguts fins als 10 nanosegons. Crec que les aplicacions basades en la nostra tecnologia per a una varietat d'objectius, inclosos plasma, metalls i cèl·lules, acceleraran el descobriment científic. i la innovació tecnològica en la indústria i la medicina".
Aquesta tecnologia innovadora obre el camí per avançar en la imatge ultraràpida, amb implicacions per a la investigació científica i les aplicacions industrials. La seva capacitat de generar i formar simultàniament ràfegues de polsos GHz introdueix una eina versàtil per estudiar fenòmens ràpids i millorar els processos basats en làser.
