Tekrarlayangigahertzbireysel renk ve şekillere sahip darbeler, ultra hızlı görüntüleme ve lazer işlemede yeni potansiyelin kilidini açar.
Japonya'daki Tokyo Üniversitesi ve Saitama Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşan bir ekip, "spektrum mekiği" adı verilen yenilikçi bir optik teknik geliştirdi. Teknik aynı anda GHz darbe patlamaları üretebilir ve bunların uzaysal profillerini oluşturabilir.
Oldukça tekrarlayan darbelerin üretilmesi ve şekillendirilmesi, yüksek hızlı fotoğrafçılık, lazer işleme ve akustik dalga üretimi dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için büyük umut vaat ediyor. ~0.01 ~ ~10 nanosaniye aralıklarla Gigahertz (GHz) darbeleri, ultra hızlı olayların görselleştirilmesinde ve lazer işlemenin verimliliğinin artırılmasında özellikle değerlidir.
Şu anda, sektörde GHz darbe patlamaları oluşturmaya yönelik yöntemler mevcut olsa da, darbe enerjisinin verimsiz çıkışı, darbe aralıklarının zayıf ayarlanabilirliği ve mevcut sistemlerin karmaşıklığı gibi zorluklar devam etmektedir. Ek olarak, her GHz patlama darbesinin uzaysal profilinin şekillendirilmesi, uzaysal ışık modülatörlerinin yetersiz yanıtı nedeniyle sınırlıdır.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için yukarıda bahsedilen araştırma ekibi yeni bir plan geliştirdi.
Yaklaşım, darbeleri mekansal olarak farklı dalga boylarına ayırmak için paralel aynalar kullanarak, ultra kısa darbelerin bir kırınım ızgarası boyunca yatay olarak dağıtılmasından oluşur. Bu dikey olarak hizalanmış darbeler, bir uzaysal ışık modülatörü kullanılarak ayrı ayrı uzaysal olarak modüle edilebilir. Sonuçta ortaya çıkan, GHz aralığında farklı zaman gecikmelerine sahip modüle edilmiş darbeler, her biri uzaysal profilinde benzersiz bir şekle sahip olan, spektral olarak ayrılmış GHz darbe patlamaları üretir.
Yöntemin, dalga boyu ve zaman aralığında farklı değişikliklerle başarılı bir şekilde GHz patlama darbeleri ürettiği rapor edilmiştir. Konum kaymaları ve tepe bölünmesi dahil olmak üzere uzaysal profillerin oluşumunu gösterir. Yöntemin ultra hızlı spektral görüntülemeye uygulanması, farklı dalga boyu bantlarının dinamiklerini aynı anda yakalama yeteneğini göstermektedir.
Yöntem, nanosaniyeden nanosaniyeye kadar zaman ölçeklerinde ultra hızlı görüntülemeyi kolaylaştırarak hızlı, tekrarlanmayan olayların analizine olanak tanır. Potansiyel uygulamaları arasında bilinmeyen ultra hızlı olayların ortaya çıkarılması ve endüstriyel ortamlardaki hızlı fiziksel süreçlerin izlenmesi yer almaktadır. GHz darbelerini ayrı ayrı şekillendirme yeteneği, hassas lazer işleme ve lazer terapisinde de oldukça umut vericidir.
Özellikle ekibin yenilikçi yaklaşımı, kompakt bir tasarım ve geliştirilmiş taşınabilirlik ile sonuçlanmış, bu da onu bilimsel araştırma tesislerinde ve çeşitli endüstriyel teknolojilerde kullanıma uygun hale getirmiştir.
Keitaro Shimada, Ph.D. Biyomühendislik Bölümü adayıTokyo Üniversitesi, şöyle dedi: "Eşsiz optik yapımız, ultra kısa darbelerin üç boyutlu bir optik yolla manipülasyonuna olanak tanıyor ve bu da GHz patlamalarının benzeri görülmemiş uzaysal manipülasyonuna yol açıyor."
Şöyle ekledi: "Spektrum mekik, 10 pikosaniyeden 10 nanosaniyeye kadar değişen aralıklarda geniş bir GHz patlama darbesi aralığı sağlar. Plazma, metaller ve hücreler de dahil olmak üzere çeşitli hedeflere yönelik teknolojimizi temel alan uygulamaların bilimsel keşifleri hızlandıracağına inanıyorum. ve endüstri ve tıpta teknolojik yenilik."
Bu yenilikçi teknoloji, bilimsel araştırmalara ve endüstriyel uygulamalara yönelik çıkarımlarla, ultra hızlı görüntülemeyi geliştirmenin yolunu açıyor. Eş zamanlı olarak GHz darbe patlamaları oluşturma ve oluşturma yeteneği, hızlı olayları incelemek ve lazer tabanlı süreçleri geliştirmek için çok yönlü bir araç sunar.
