Gigahercni ponavljajući impulsi s pojedinačnim bojama i oblicima otključavaju novi potencijal u ultrabrzoj obradi slika i laseru.
Generiranje i oblikovanje visoko ponavljajućih impulsa ima veliko obećanje za razne primjene, uključujući brzu fotografiju, lasersku obradu i generiranje akustičnih valova. Gigaherc (GHz) impulsi s intervalima od ~0,01 ~ ~10 nanosekundi posebno su vrijedni u vizualizaciji ultrabrzih fenomena i poboljšanju učinkovitosti laserske obrade.
Dok postoje metode za generiranje GHz nizova impulsa, izazovi ostaju, kao što je niska propusnost energije impulsa, slaba prilagodljivost intervala impulsa i složenost postojećih sustava. Osim toga, oblikovanje prostornog profila svakog GHz burst impulsa je ograničeno zbog nedovoljnog odziva modulatora prostorne svjetlosti.
Kako bi se pozabavili ovim izazovima, tim istraživača sa Sveučilišta u Tokiju i Sveučilišta Saitama razvio je inovativnu optičku tehnologiju nazvanu "spectrum shuttle" koja istovremeno generira i oblikuje prostorne konture GHz burst impulsa.
Japan stvara optičku tehnologiju koja istovremeno generira i oblikuje gigaherc impulse.
(Izvor slike: Sveučilište u Tokiju)
Metoda uključuje vodoravnu disperziju ultrakratkih impulsa kroz difrakcijsku rešetku, korištenjem paralelnih zrcala za prostorno razdvajanje impulsa na različite valne duljine. Ovi okomito usmjereni impulsi mogu se individualno prostorno modulirati korištenjem modulatora prostorne svjetlosti. Rezultirajući modulirani impulsi, s različitim vremenskim kašnjenjima u GHz rasponu, proizvode spektralno odvojene GHz nizove impulsa, svaki s jedinstvenim oblikom u svom prostornom profilu.
Prijavljeno je da je metoda uspješna u generiranju GHz burst impulsa s diskretnim varijacijama u valnoj duljini i vremenskom intervalu. Pokazuje formiranje prostornih profila uključujući pomake položaja i cijepanje vrhova. Primjena metode na ultrabrzo spektralno snimanje pokazuje njezinu sposobnost istovremenog hvatanja dinamike različitih pojaseva valnih duljina.
Metoda olakšava ultrabrzo snimanje u vremenskim skalama od sub-nanosekunde do nanosekunde, omogućujući analizu brzih fenomena koji se ne ponavljaju. Njegove potencijalne primjene uključuju otkrivanje nepoznatih ultrabrzih fenomena i praćenje brzih fizičkih procesa u industrijskim okruženjima. Sposobnost individualnog oblikovanja GHz impulsa također obećava u preciznoj laserskoj obradi i laserskoj terapiji.
Važno je napomenuti da je gornji tim predložio inovativne metode koje dovode do kompaktnog dizajna i povećavaju njegovu prenosivost, čineći ga primjenjivim na znanstvena istraživanja i razne sektore industrijske tehnologije.
Keitaro Shimada, doktorski kandidat na Odjelu za bioinženjering Sveučilišta u Tokiju, rekao je: "Naša jedinstvena optička struktura omogućuje manipulaciju ultrakratkim impulsima s trodimenzionalnim optičkim putem, što rezultira neviđenom prostornom manipulacijom GHz burst impulsa."
Dodao je: "Spectrum shuttling pruža širok raspon GHz burst impulsa s intervalima u rasponu od 10 pikosekundi do 10 nanosekundi. Vjerujem da će aplikacije temeljene na našoj tehnologiji za razne mete, uključujući plazmu, metale i stanice, ubrzati znanstvena otkrića i tehnološke inovacije u industriji i medicini."
Ova inovativna tehnologija otvara put za unapređenje ultrabrzog snimanja, s implikacijama i za znanstvena istraživanja i za industrijske primjene. Njegova sposobnost da istovremeno generira i oblikuje nizove GHz impulsa uvodi svestrani alat za proučavanje brzih fenomena i poboljšanje procesa koji se temelje na laseru.
