ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಭಾಗ ಎರಡು

ವಿಶಿಷ್ಟಅತಿವೇಗದ ಲೇಸರ್ಭಾಗ ಎರಡು

ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ನಾಡಿಮಿಡಿತ ಹರಡುವಿಕೆ: ಗುಂಪು ವಿಳಂಬ ಪ್ರಸರಣ
ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ ಎದುರಾಗುವ ಅತ್ಯಂತ ಕಷ್ಟಕರವಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸುವ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಅವಧಿಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವುದು.ಲೇಸರ್. ಅತಿವೇಗದ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ಸಮಯ ವಿರೂಪಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ, ಇದು ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಅವಧಿ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಕೆಟ್ಟದಾಗುತ್ತದೆ. ಅತಿವೇಗದ ಲೇಸರ್‌ಗಳು 50 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಅವಧಿಯೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸಬಹುದಾದರೂ, ಕನ್ನಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಮಸೂರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಗುರಿ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ರವಾನಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಗಾಳಿಯ ಮೂಲಕ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ರವಾನಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅವುಗಳನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ವರ್ಧಿಸಬಹುದು.

ಈ ಸಮಯದ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆಯನ್ನು ಗುಂಪು ವಿಳಂಬಿತ ಪ್ರಸರಣ (GDD) ಎಂಬ ಅಳತೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಎರಡನೇ-ಕ್ರಮಾಂಕದ ಪ್ರಸರಣ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾರ್ಟ್-ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಸಮಯ ವಿತರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮಾಂಕದ ಪ್ರಸರಣ ಪದಗಳು ಸಹ ಇವೆ, ಆದರೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, GDD ಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ. GDD ಎಂಬುದು ಆವರ್ತನ-ಅವಲಂಬಿತ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದ್ದು ಅದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಸ್ತುವಿನ ದಪ್ಪಕ್ಕೆ ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಲೆನ್ಸ್, ವಿಂಡೋ ಮತ್ತು ವಸ್ತುನಿಷ್ಠ ಘಟಕಗಳಂತಹ ಪ್ರಸರಣ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಧನಾತ್ಮಕ GDD ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಮ್ಮೆ ಸಂಕುಚಿತಗೊಂಡ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ಪ್ರಸರಣ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಹೊರಸೂಸುವ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿಯನ್ನು ನೀಡಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು. ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಘಟಕಗಳು (ಅಂದರೆ, ದೀರ್ಘ ತರಂಗಾಂತರಗಳು) ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಘಟಕಗಳಿಗಿಂತ (ಅಂದರೆ, ಕಡಿಮೆ ತರಂಗಾಂತರಗಳು) ವೇಗವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತವೆ. ಪಲ್ಸ್ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೋದಂತೆ, ಪಲ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ತರಂಗಾಂತರವು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವಿಶಾಲ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳಿಗೆ, ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಮತ್ತಷ್ಟು ಉತ್ಪ್ರೇಕ್ಷಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹ ಪಲ್ಸ್ ಸಮಯದ ವಿರೂಪಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
ರೋಹಿತದರ್ಶನ
ಅತಿವೇಗದ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳ ಆಗಮನದ ನಂತರ, ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅವುಗಳ ಮುಖ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ನಾಡಿ ಅವಧಿಯನ್ನು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅಟೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಇಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿನ ಐತಿಹಾಸಿಕವಾಗಿ ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಅಸಾಧ್ಯವಾದ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಈಗ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪರಮಾಣು ಚಲನೆ, ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಚಲನೆಯ ವೀಕ್ಷಣೆಯು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಕಂಪನ, ಆಣ್ವಿಕ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯಂತಹ ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದೆ.

ಬಯೋಇಮೇಜಿಂಗ್
ಪೀಕ್-ಪವರ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮಲ್ಟಿ-ಫೋಟಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಂತಹ ಜೈವಿಕ ಚಿತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತವೆ. ಮಲ್ಟಿ-ಫೋಟಾನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಜೈವಿಕ ಮಾಧ್ಯಮ ಅಥವಾ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಗುರಿಯಿಂದ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, ಎರಡು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅತಿಕ್ರಮಿಸಬೇಕು. ಈ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ಪೀಡಿಸುವ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಸರಳೀಕೃತ ಸಿಗ್ನಲ್ ಹಿನ್ನೆಲೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮಲ್ಟಿಫೋಟಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಪ್ರದೇಶವು ಫೋಟೊಟಾಕ್ಸಿಸಿಟಿಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿಗೆ ಹಾನಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1: ಬಹು-ಫೋಟಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಮಾರ್ಗದ ಉದಾಹರಣೆ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.

ಲೇಸರ್ ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ
ಅಲ್ಟ್ರಾಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿಧಾನದಿಂದಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳು ಲೇಸರ್ ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಚಿನಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಕ್ರಾಂತಿಗೊಳಿಸಿವೆ. ಮೊದಲೇ ಹೇಳಿದಂತೆ, LDT ಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುವಾಗ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿಯು ವಸ್ತುವಿನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ಗೆ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣದ ಸಮಯದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕಿಂತ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಚಿಕ್ಕದಾದ ಶಾಖ-ಪೀಡಿತ ವಲಯವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು, ಕಡಿಮೆ ಛೇದನ ನಷ್ಟಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತತ್ವವು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೂ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾರ್ಟ್-ಲೇಸರ್ ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆಯ ಹೆಚ್ಚಿದ ನಿಖರತೆಯು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೋಗಿಯ ಅನುಭವವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಟ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳು: ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಭವಿಷ್ಯ
ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಕಡಿಮೆ ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೊಸ ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ವೇಗವಾದ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ - ತೀವ್ರ ನೇರಳಾತೀತ (XUV) ತರಂಗಾಂತರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 10-18 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು. ಅಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. XUV ಅಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಇನ್ನೂ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸದಿದ್ದರೂ, ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಗತಿಗಳು ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಿಂದ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ನಂತೆ.ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳು.