Cum de a face un „curcubeu“ de laser și de ce este, nanonewsnet nanotehnologie

Cercetatorii de la Institutul de Fizica numit PN Lebedev a creat și a investigat caracteristicile radiației electromagnetice a sursei de bandă largă de mare intensitate în intervalul de lungimi de undă 250-830 nm, care se bazează pe fenomenul de impulsuri filamentarea ultrascurte de radiație laser în infraroșu. O astfel de sursă de lumină poate fi utilă pentru diverse sarcini spectroscopice optice rezoluție femtosecunde, plasmonics, biologie, precum și materiale de suprafață nanostructurarii.

optica neliniara ca o nouă ramură, independentă de fizică a început să se dezvolte rapid, odată cu apariția de lasere - ele pot genera lumina cu un astfel de câmp electric de mare, devine comparabil cu puterea câmpului microscopic în atomi.

„Impulsuri Femtosecond sunt de durată foarte scurtă. Prin urmare, chiar dacă au puțină putere va fi o putere foarte mare, iar ei vor samofokusirovatsya în medii transparente. O astfel de neliniar de auto-focalizare are loc chiar înainte de focalizarea geometrică. Există un impuls și se întinde tubulaturi firul luminos - puteți lua doar un microscop și a vedea doar ceea ce se întâmplă în aer. La urma urmei, doar un prim format din filamente și apoi există un inel „fierbinte“ lumina refracta cu densitate mare a câmpului electromagnetic, halo. Interacțiunea într-o astfel de structură complexă a câmpului, există un număr de filamente secundare. "

Fig. 1. În partea stângă - IR-UV titan-safir sistem cu laser femtosecond, la dreapta - un sistem puternic de infrarosu cu laser fibra femtosecond.

proces deosebit de complex de filamentarea devine într-un focar strans cu radiații multiple depășește puterea critică. necesare pentru formarea primului fir luminos. În acest caz, filamentarea multiplă începe când filamente, fiecare dintre care emite o gamă largă spectrale, sunt formate în mod aleatoriu atât pe direcție longitudinală și transversală.

Acest proces este determinată în mare măsură de fluctuațiile aleatoare în câmp electric a radiației laser și caracteristicile optice ale mediului și, prin urmare, încă mai rămâne în esență imposibil de gestionat.

„Am constatat că caracteristicile de filamente mari este ușor de calculat cu ajutorul metodelor numerice. Dar mai multe filamente de strans focalizări considerat dificil - trebuie să utilizați grila numeric foarte mare, o mare cantitate de calcul. Prin urmare, lucrări teoretice și modelare pe acest subiect a fost foarte putin. Și în cursul experimentelor care le-am arătat că diametrul filamentelor poate fi de mai multe microni, iar lungimea depinde în principal de puterea de radiații „, - spune Leonid Seleznev, un cercetator principal la Laboratorul de gaz Laseri LPI.

Fig. 2. Proiecția pe radiația supercontinuum ecran la fața locului obținute în aer la filamentarea multiple.

In experimente, oamenii de stiinta au folosit un Ti femtosecunde: safir cu laser. a cărui putere a fost variat de la unul până la zeci de GW (realizat repetat depășirea puterii critice pentru radiații auto focalizare).

Ca rezultat, filamentarea observate multiple cu caracteristici controlate - diametrul și lungimea filamentelor. Mai mult, deoarece oamenii de știință au putut să primească radiația în bandă largă (supercontinuum), care este un alb strălucitor sursă de lumină femtosecunde (Figurile 2 și 3).

„Filamentele apar foarte rapid și procese neliniare, incluzând o lărgire semnificativă a spectrului. Ca urmare, există o gamă foarte largă de radiații, care se extinde la infakrasny gama. O astfel de bandă largă de radiații numit supercontinuum. Se pare că radiația inițială, care este undeva la granița de roșu și infakrasnogo transformată într-o varietate de frecvențe de radiații - mov, galben, verde. Și într-adevăr, se pare, de altfel, este atât de luminos încât chiar și un pic dureros pentru a viziona „- Leonid Seleznev.

Fig. 3. (a) un con de lumină supercontinuum în curs de dezvoltare din punctul central al apei în interiorul celulei. (B-d) în ecranul de proiecții la fața locului de radiație, care trece apa prin celula în condiții filamentarea începe, generarea de mai multe filamente și filamentarea multiple care prezintă extinderea unghiulară și spectrală a radiației (aceeași scară).

„Realizată de mare intensitate a sursei de lumină de bandă largă permite atât sonda femtosecunde (care este cunoscut în sine, deși de obicei nu complet) și de a iniția, la intervalele de timp de ordinul a 100 femtosecunde proceselor electronice și nucleare dinamice in molecule individuale in faza condensată. În special, folosind o radiație supercontinuum pe suprafețele cele mai multe materiale, prima dovada experimentala a unui puls vysokogoeffektivnogo excitație pentru plasmonii suprafață supercontinuum cu o lungime de undă de aproximativ 200 nm și intensitatea câmpului apropiat de rezerva intra. Acest efect interferență este activat în suprafață a plasmonului modul contor implementa materialul de suprafață nanostructurarii pe scara 10-100 nm.

Din moment ce această perspectivă am dezvoltat o tehnologie simplă, ieftină și aproape universală a nanostructurare a materialelor de suprafață pot fi de interes practic, a depus o cerere de brevet al Federației Ruse. "

Va rugam, rata de articol: