Denyutan berulang Gigahertz dengan warna dan bentuk individu membuka kunci potensi baharu dalam pengimejan ultra pantas dan pemprosesan laser.
Penjanaan dan pembentukan denyutan yang berulang-ulang sangat menjanjikan untuk pelbagai aplikasi, termasuk fotografi berkelajuan tinggi, pemprosesan laser dan penjanaan gelombang akustik. Denyutan Gigahertz (GHz) dengan selang ~0.01 ~ ~10 nanosaat amat berharga dalam menggambarkan fenomena ultrapantas dan meningkatkan kecekapan pemprosesan laser.
Walaupun kaedah wujud untuk menjana letupan denyutan GHz, cabaran masih ada, seperti daya tampung tenaga nadi yang rendah, kebolehtalakan selang nadi yang lemah dan kerumitan sistem sedia ada. Di samping itu, membentuk profil spatial bagi setiap nadi letusan GHz adalah terhad disebabkan oleh tindak balas modulator cahaya spatial yang tidak mencukupi.
Untuk menangani cabaran ini, satu pasukan penyelidik dari Universiti Tokyo dan Universiti Saitama telah membangunkan teknologi optik inovatif yang dipanggil "penghantar spektrum" yang secara serentak menjana dan membentuk kontur spatial denyutan letusan GHz.
Jepun mencipta teknologi optik yang menjana dan membentuk denyutan gigahertz secara serentak.
(Sumber imej: Universiti Tokyo)
Kaedah ini melibatkan penyebaran denyut ultrashort secara mendatar melalui parut pembelauan, menggunakan cermin selari untuk memisahkan denyutan secara spasi kepada panjang gelombang yang berbeza. Denyutan sejajar menegak ini boleh dimodulasi secara spatial secara individu menggunakan modulator cahaya spatial. Denyutan termodulat yang terhasil, dengan kelewatan masa yang berbeza dalam julat GHz, menghasilkan letupan denyutan GHz yang dipisahkan secara spektrum, masing-masing dengan bentuk unik dalam profil spatialnya.
Kaedah ini dilaporkan berjaya menghasilkan denyutan pecah GHz dengan variasi diskret dalam panjang gelombang dan selang masa. Ia menunjukkan pembentukan profil spatial termasuk peralihan kedudukan dan pemisahan puncak. Aplikasi kaedah untuk pengimejan spektrum ultrafast menunjukkan keupayaannya untuk menangkap dinamik jalur panjang gelombang yang berbeza secara serentak.
Kaedah ini memudahkan pengimejan ultrafast dalam skala masa sub-nanosaat hingga nanosaat, membolehkan analisis fenomena pantas dan tidak berulang. Aplikasi berpotensi termasuk mendedahkan fenomena ultracepat yang tidak diketahui dan memantau proses fizikal yang pantas dalam persekitaran industri. Keupayaan untuk membentuk denyutan GHz secara individu juga menjanjikan dalam pemprosesan laser ketepatan dan terapi laser.
Perlu diperhatikan bahawa pasukan di atas telah mencadangkan kaedah inovatif yang membawa kepada reka bentuk yang padat dan meningkatkan kemudahalihannya, menjadikannya terpakai kepada kemudahan penyelidikan saintifik dan pelbagai sektor teknologi perindustrian.
Keitaro Shimada, calon PhD di Jabatan Kejuruteraan Bio Universiti Tokyo, berkata, "Struktur optik unik kami membolehkan manipulasi denyut ultrashort dengan laluan optik tiga dimensi, menghasilkan manipulasi spatial denyutan GHz yang tidak pernah berlaku sebelum ini."
Beliau menambah, "Spectrum shuttling menyediakan rangkaian luas denyutan letusan GHz dengan selang antara 10 picosaat hingga 10 nanosaat. Saya percaya bahawa aplikasi berdasarkan teknologi kami untuk pelbagai sasaran, termasuk plasma, logam dan sel, akan mempercepatkan penemuan saintifik dan inovasi teknologi dalam industri dan perubatan."
Teknologi inovatif ini membuka jalan untuk memajukan pengimejan ultrafast, dengan implikasi untuk kedua-dua penyelidikan saintifik dan aplikasi perindustrian. Keupayaannya untuk menjana dan membentuk letupan denyutan GHz secara serentak memperkenalkan alat serba boleh untuk mengkaji fenomena pantas dan mempertingkatkan proses berasaskan laser.
