၂၀၂၃ ခုနှစ် အောက်တိုဘာလ ၃ ရက်နေ့ ညနေပိုင်းတွင် အရေးပါသော ကြေညာချက်တစ်ခုတွင် attosecond လေဆာနည်းပညာနယ်ပယ်တွင် ရှေ့ဆောင်များအဖြစ် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ခဲ့ကြသော သိပ္ပံပညာရှင်သုံးဦး၏ ထူးချွန်သောပံ့ပိုးကူညီမှုများကို အသိအမှတ်ပြုသည့် ၂၀၂၃ ခုနှစ်အတွက် ရူပဗေဒဆိုင်ရာ နိုဘယ်ဆုကို ထုတ်ပြန်ကြေညာခဲ့သည်။

"attosecond laser" ဟူသော အသုံးအနှုန်းသည် ၎င်း၏အမည်ကို 10^-18 စက္ကန့်နှင့် ကိုက်ညီသော attoseconds အစီအစဉ်ဖြင့် လုပ်ဆောင်သည့် အလွန်တိုတောင်းသော အချိန်အတိုင်းအတာမှ ဆင်းသက်လာခြင်းဖြစ်သည်။ ဤနည်းပညာ၏ နက်ရှိုင်းသော အရေးပါမှုကို နားလည်ရန်အတွက် attosecond ဆိုသည်မှာ အဘယ်အရာကို ဆိုလိုသည်ကို အခြေခံအားဖြင့် နားလည်ရန် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ attosecond သည် တစ်စက္ကန့်၏ ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော အခြေအနေအတွင်း တစ်စက္ကန့်၏ ဘီလီယံပုံတစ်ပုံကို ဖွဲ့စည်းထားသည့် အလွန်မိနစ်အနည်းငယ်ကြာ အချိန်ယူနစ်တစ်ခုအဖြစ် ရပ်တည်သည်။ ၎င်းကို ရှုထောင့်တစ်ခုသို့ ඉදිරියට ක ...

အက်တိုစက္ကန့် လေဆာများအလွန်မြန်ဆန်သောလေဆာများကို ဖန်တီးရန် nonlinear optics ၏မူများကို အသုံးချခဲ့ကြသော သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ ကျယ်ပြန့်သောသုတေသနနှင့် စုပေါင်းကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများ၏ အထွတ်အထိပ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ၎င်းတို့၏ ပေါ်ထွက်လာမှုသည် အစိုင်အခဲပစ္စည်းများရှိ အက်တမ်များ၊ မော်လီကျူးများနှင့် အီလက်ထရွန်များအတွင်း ဖြစ်ပေါ်လာသော ပြောင်းလဲနေသော လုပ်ငန်းစဉ်များကို လေ့လာစူးစမ်းရန်အတွက် ဆန်းသစ်သော ရှုထောင့်တစ်ခုကို ကျွန်ုပ်တို့အား ပေးစွမ်းခဲ့သည်။

attosecond လေဆာများ၏ သဘောသဘာဝကို ရှင်းလင်းစွာဖော်ပြရန်နှင့် ရိုးရာလေဆာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်းတို့၏ ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများကို တန်ဖိုးထားရန်အတွက်၊ ၎င်းတို့၏ အမျိုးအစားခွဲခြားမှုကို ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော "လေဆာမိသားစု" အတွင်း စူးစမ်းလေ့လာရန် အရေးကြီးပါသည်။ လှိုင်းအလျားအလိုက် အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်းသည် attosecond လေဆာများကို ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်မှ ပျော့ပျောင်းသော X-ray ကြိမ်နှုန်းများအတွင်း အဓိကထားရှိပြီး ရိုးရာလေဆာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်းတို့၏ လှိုင်းအလျားများသည် သိသိသာသာ ပိုတိုသည်။ အထွက်မုဒ်များအရ၊ attosecond လေဆာများသည် ၎င်းတို့၏ အလွန်တိုတောင်းသော pulse durations များဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာရှိသော pulsed လေဆာအမျိုးအစားအောက်တွင် ကျရောက်သည်။ ရှင်းလင်းစေရန် ဥပမာတစ်ခုဆွဲရန်၊ စဉ်ဆက်မပြတ်လှိုင်းလေဆာများသည် စဉ်ဆက်မပြတ်အလင်းတန်းကို ထုတ်လွှတ်သော မီးအိမ်ကဲ့သို့ မြင်ယောင်နိုင်ပြီး pulsed လေဆာများသည် အလင်းရောင်နှင့် မှောင်မိုက်ခြင်းကာလများအကြား လျင်မြန်စွာ ပြောင်းလဲနေသော strobe light နှင့်ဆင်တူသည်။ အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ attosecond လေဆာများသည် အလင်းရောင်နှင့် မှောင်မိုက်ခြင်းအတွင်း တုန်ခါမှုအပြုအမူကို ပြသသော်လည်း၊ အခြေအနေနှစ်ခုကြား ၎င်းတို့၏ အကူးအပြောင်းသည် အံ့သြဖွယ်ကောင်းသော ကြိမ်နှုန်းဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာပြီး attoseconds နယ်ပယ်သို့ ရောက်ရှိသည်။

ပါဝါအလိုက် နောက်ထပ်အမျိုးအစားခွဲခြားမှုတွင် လေဆာများကို ပါဝါနည်း၊ ပါဝါအလတ်နှင့် ပါဝါမြင့်ကွင်းစကွင်းများအဖြစ် ခွဲခြားထားသည်။ Attosecond လေဆာများသည် ၎င်းတို့၏ အလွန်တိုတောင်းသော pulse duration များကြောင့် အမြင့်ဆုံးပါဝါကို ရရှိပြီး ထင်ရှားသော အမြင့်ဆုံးပါဝါ (P) ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည် - တစ်ယူနစ်အချိန်လျှင် စွမ်းအင်၏ပြင်းထန်မှု (P=W/t)။ တစ်ဦးချင်း attosecond လေဆာ pulse များတွင် အလွန်အမင်း ကြီးမားသော စွမ်းအင် (W) မရှိနိုင်သော်လည်း၊ ၎င်းတို့၏ အတိုကောက် temporal extent (t) သည် ၎င်းတို့အား မြင့်မားသော အမြင့်ဆုံးပါဝါကို ပေးသည်။

အသုံးချမှုနယ်ပယ်များအရ လေဆာများသည် စက်မှုလုပ်ငန်း၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် သိပ္ပံနည်းကျအသုံးချမှုများ ပါဝင်သော ရောင်စဉ်တစ်ခုကို လွှမ်းခြုံထားသည်။ Attosecond လေဆာများသည် အဓိကအားဖြင့် သိပ္ပံနည်းကျသုတေသနနယ်ပယ်အတွင်း အထူးသဖြင့် ရူပဗေဒနှင့် ဓာတုဗေဒနယ်ပယ်များအတွင်း အလျင်အမြန်ပြောင်းလဲနေသော ဖြစ်စဉ်များကို စူးစမ်းလေ့လာရာတွင် ၎င်းတို့၏နေရာကို ရှာဖွေပြီး မိုက်ခရိုစကြဝဠာကမ္ဘာ၏ လျင်မြန်သော ပြောင်းလဲနေသော လုပ်ငန်းစဉ်များသို့ ပြတင်းပေါက်တစ်ခု ပေးဆောင်သည်။

လေဆာ မီဒီယာအလိုက် အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်းသည် လေဆာများကို ဓာတ်ငွေ့လေဆာ၊ အစိုင်အခဲလေဆာ၊ အရည်လေဆာနှင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကာလေဆာများအဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ attosecond လေဆာများ ထုတ်လုပ်ခြင်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဓာတ်ငွေ့လေဆာ မီဒီယာပေါ်တွင် မူတည်ပြီး nonlinear optical effect များကို အခွင့်ကောင်းယူပြီး high-order harmonics များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ attosecond လေဆာများသည် ၎င်းတို့၏ အလွန်တိုတောင်းသော pulse durations များဖြင့် ခွဲခြားထားသော short-pulse လေဆာအမျိုးအစားဖြစ်ပြီး attoseconds ဖြင့် ပုံမှန်တိုင်းတာလေ့ရှိသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ၎င်းတို့သည် အက်တမ်များ၊ မော်လီကျူးများနှင့် အစိုင်အခဲပစ္စည်းများအတွင်းရှိ အီလက်ထရွန်များ၏ အလွန်မြန်ဆန်သော dynamic လုပ်ငန်းစဉ်များကို လေ့လာစောင့်ကြည့်ရန်နှင့် ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ်ကိရိယာများ ဖြစ်လာခဲ့သည်။

Attosecond လေဆာထုတ်လုပ်ခြင်း၏ ရှုပ်ထွေးသောလုပ်ငန်းစဉ်

Attosecond လေဆာနည်းပညာသည် သိပ္ပံနည်းကျဆန်းသစ်တီထွင်မှုတွင် ရှေ့တန်းမှရပ်တည်နေပြီး ၎င်း၏ထုတ်လုပ်မှုအတွက် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းလောက်အောင် တင်းကျပ်သောအခြေအနေများကို ကြွားဝါနေပါသည်။ attosecond လေဆာထုတ်လုပ်မှု၏ ရှုပ်ထွေးမှုများကို ရှင်းလင်းစေရန်အတွက်၊ ၎င်း၏အခြေခံမူများကို တိုတိုတုတ်တုတ်ရှင်းပြခြင်းဖြင့် စတင်ပြီးနောက် နေ့စဉ်အတွေ့အကြုံများမှ ရရှိသော ကွက်ကွက်ကွင်းကွင်းဥပစာများဖြင့် စတင်ပါသည်။ သက်ဆိုင်ရာရူပဗေဒ၏ ရှုပ်ထွေးမှုများကို မကျွမ်းကျင်သော စာဖတ်သူများသည် စိတ်ဓာတ်ကျစရာမလိုပါ၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် နောက်ဆက်တွဲဥပစာများသည် attosecond လေဆာများ၏ အခြေခံရူပဗေဒကို ရရှိနိုင်စေရန် ရည်ရွယ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

attosecond လေဆာများ၏ ထုတ်လုပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် အဓိကအားဖြင့် High Harmonic Generation (HHG) ဟုလူသိများသော နည်းပညာပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။ ပထမဦးစွာ၊ မြင့်မားသောပြင်းထန်မှု femtosecond (10^-15 စက္ကန့်) လေဆာ pulses များ၏ ရောင်ခြည်ကို ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ပစ္စည်းပေါ်တွင် တင်းတင်းကျပ်ကျပ် အာရုံစိုက်ထားသည်။ attosecond လေဆာများနှင့်ဆင်တူသော femtosecond လေဆာများသည် တိုတောင်းသော pulse durations နှင့် မြင့်မားသော peak power ရှိသည့် ဝိသေသလက္ခဏာများကို မျှဝေကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ ပြင်းထန်သော လေဆာစက်ကွင်း၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုအောက်တွင်၊ ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်များအတွင်းရှိ အီလက်ထရွန်များသည် ၎င်းတို့၏ အက်တမ်နျူကလိယမှ ခဏတာလွတ်မြောက်ပြီး လွတ်လပ်သော အီလက်ထရွန်အခြေအနေသို့ ယာယီဝင်ရောက်သွားသည်။ ဤအီလက်ထရွန်များသည် လေဆာစက်ကွင်းကို တုံ့ပြန်သည့်အနေဖြင့် ယိမ်းယိုင်သွားသည်နှင့်အမျှ နောက်ဆုံးတွင် ၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့၏ မိခင်အက်တမ်နျူကလိယသို့ ပြန်သွားပြီး မြင့်မားသောစွမ်းအင်အခြေအနေအသစ်များကို ဖန်တီးပေးသည်။

ဤလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အီလက်ထရွန်များသည် အလွန်မြင့်မားသော အလျင်များဖြင့် ရွေ့လျားကြပြီး အက်တမ်နျူကလိယနှင့် ပြန်လည်ပေါင်းစပ်သောအခါတွင် ၎င်းတို့သည် မြင့်မားသော ဟာမိုနစ်ထုတ်လွှတ်မှုများပုံစံဖြင့် အပိုစွမ်းအင်ကို ထုတ်လွှတ်ပြီး မြင့်မားသော စွမ်းအင်ဖိုတွန်များအဖြစ် ပေါ်လွင်စေသည်။

ဤအသစ်ထုတ်လုပ်ထားသော မြင့်မားသောစွမ်းအင်ဖိုတွန်များ၏ ကြိမ်နှုန်းများသည် မူရင်းလေဆာကြိမ်နှုန်း၏ ကိန်းပြည့်မြှောက်ကိန်းများဖြစ်ပြီး၊ အဆင့်မြင့်ဟာမိုနစ်များဟုခေါ်သောအရာကို ဖွဲ့စည်းပေးပြီး၊ "ဟာမိုနစ်များ" ဆိုသည်မှာ မူလကြိမ်နှုန်း၏ integral multiples များဖြစ်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ attosecond lasers များရရှိရန်၊ ဤအဆင့်မြင့်ဟာမိုနစ်များကို စစ်ထုတ်ပြီး အာရုံစူးစိုက်ရန်၊ သီးခြားဟာမိုနစ်များကို ရွေးချယ်ပြီး ၎င်းတို့ကို အဓိကအချက်အဖြစ် စုစည်းရန် လိုအပ်လာပါသည်။ လိုအပ်ပါက၊ pulse compression နည်းပညာများသည် pulse duration ကို ပိုမိုတိုတောင်းစေပြီး attosecond အကွာအဝေးတွင် အလွန်တိုတောင်းသော pulses များကို ရရှိစေနိုင်သည်။ ထင်ရှားသည်မှာ attosecond lasers များထုတ်လုပ်ခြင်းသည် ခေတ်မီပြီး မျက်နှာစုံပါဝင်သော လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ ကျွမ်းကျင်မှုနှင့် အထူးပြုပစ္စည်းကိရိယာများကို မြင့်မားစွာလိုအပ်ပါသည်။

ဤရှုပ်ထွေးသော လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရှင်းလင်းစေရန်အတွက်၊ နေ့စဉ်အခြေအနေများတွင် အခြေခံထားသော ဥပစာဆိုင်ရာ နှိုင်းယှဉ်ချက်တစ်ခုကို ကျွန်ုပ်တို့ ပေးဆောင်ပါသည်-

မြင့်မားသောပြင်းထန်မှု Femtosecond လေဆာ လှိုင်းတိုများ-

မြင့်မားသောပြင်းထန်သော femtosecond လေဆာရောင်ခြည်များ၏ အခန်းကဏ္ဍနှင့်ဆင်တူသည့် အလွန်အစွမ်းထက်သော လွှဲလွှတ်ကိရိယာတစ်ခု ပိုင်ဆိုင်ထားသည်ကို မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။

ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ပစ္စည်း:

ရေစက်တစ်စက်ချင်းစီသည် များပြားလှသော ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်များကို ကိုယ်စားပြုသည့် ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ပစ္စည်းကို ကိုယ်စားပြုသည့် ငြိမ်သက်သောရေပြင်တစ်ခုကို မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ကျောက်တုံးများကို ဤရေပြင်ထဲသို့ တွန်းပို့သည့်လုပ်ရပ်သည် ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ပစ္စည်းအပေါ် မြင့်မားသောပြင်းထန်မှုရှိသော femtosecond လေဆာလှိုင်းများ၏ သက်ရောက်မှုကို အလားတူထင်ဟပ်စေသည်။

အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားမှုနှင့် ပြန်လည်ပေါင်းစပ်မှု (ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရ အကူးအပြောင်းဟု ခေါ်ဆိုသည်):

femtosecond လေဆာ လျှပ်စီးကြောင်းများသည် ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ပစ္စည်းအတွင်းရှိ ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်များကို သက်ရောက်မှုရှိသောအခါ၊ အပြင်ဘက်အီလက်ထရွန်အများအပြားသည် ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ အက်တမ်နျူကလိယမှ ခွဲထွက်သည့် အခြေအနေသို့ ခေတ္တလှုံ့ဆော်ပေးပြီး ပလာစမာကဲ့သို့သော အခြေအနေတစ်ခုကို ဖန်တီးပေးသည်။ စနစ်၏ စွမ်းအင်သည် နောက်ပိုင်းတွင် လျော့နည်းလာသည်နှင့်အမျှ (လေဆာ လျှပ်စီးကြောင်းများသည် ရပ်စဲခြင်းကြားကာလများပါ၀င်သောကြောင့်)၊ ဤအပြင်ဘက်အီလက်ထရွန်များသည် အက်တမ်နျူကလိယ၏ ၎င်းတို့၏အနီးတစ်ဝိုက်သို့ ပြန်သွားပြီး မြင့်မားသောစွမ်းအင်ရှိသော ဖိုတွန်များကို ထုတ်လွှတ်သည်။

မြင့်မားသော သဟဇာတဖြစ်မှု ထုတ်လုပ်မှု-

ရေစက်တစ်စက်သည် ရေကန်မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ပြန်လည်ကျဆင်းလာတိုင်း attosecond laser များတွင် မြင့်မားသော harmonics များကဲ့သို့ပင် လှိုင်းထခြင်းများ ဖန်တီးပေးသည်ဟု မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ဤလှိုင်းထခြင်းများသည် မူလ femtosecond laser pulse ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော မူလလှိုင်းထခြင်းများထက် မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းနှင့် amplitude များရှိသည်။ HHG လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ ကျောက်တုံးများကို အဆက်မပြတ်ပစ်လွှတ်ခြင်းနှင့်ဆင်တူသော အားကောင်းသော လေဆာရောင်ခြည်သည် ရေကန်မျက်နှာပြင်နှင့်ဆင်တူသော ဓာတ်ငွေ့ပစ်မှတ်ကို ထွန်းလင်းပေးသည်။ ဤပြင်းထန်သော လေဆာစက်ကွင်းသည် လှိုင်းထခြင်းများနှင့်ဆင်တူသော ဓာတ်ငွေ့ရှိ အီလက်ထရွန်များကို ၎င်းတို့၏ မိခင်အက်တမ်များမှ တွန်းထုတ်ပြီးနောက် ပြန်လည်ဆွဲထုတ်သည်။ အီလက်ထရွန်တစ်ခုသည် အက်တမ်သို့ ပြန်လည်ရောက်ရှိတိုင်း၊ ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော လှိုင်းထခြင်းပုံစံများနှင့်ဆင်တူသော မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းရှိသော လေဆာရောင်ခြည်အသစ်ကို ထုတ်လွှတ်သည်။

စစ်ထုတ်ခြင်းနှင့် အာရုံစူးစိုက်ခြင်း-

ဤအသစ်ထုတ်လုပ်ထားသော လေဆာရောင်ခြည်အားလုံးကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် အရောင်အမျိုးမျိုး (ကြိမ်နှုန်းများ သို့မဟုတ် လှိုင်းအလျားများ) ၏ ရောင်စဉ်တန်းကို ရရှိစေပြီး၊ ၎င်းတို့အနက် အချို့မှာ attosecond laser ကို ဖွဲ့စည်းပါသည်။ သတ်မှတ်ထားသော လှိုင်းတွန့်အရွယ်အစားများနှင့် ကြိမ်နှုန်းများကို ခွဲထုတ်ရန်အတွက်၊ လိုချင်သော လှိုင်းတွန့်များကို ရွေးချယ်ခြင်းနှင့်ဆင်တူသော အထူး filter တစ်ခုကို အသုံးပြုနိုင်ပြီး ၎င်းတို့ကို သတ်မှတ်ထားသော ဧရိယာတစ်ခုပေါ်တွင် အာရုံစိုက်ရန် မှန်ဘီလူးတစ်ခုကို အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။

သွေးခုန်နှုန်းဖိသိပ်ခြင်း (လိုအပ်ပါက):

လှိုင်းတွန့်များကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာနှင့် ပိုမိုတိုတောင်းစွာ ပျံ့နှံ့စေရန် ရည်ရွယ်ထားပါက အထူးပြုကိရိယာတစ်ခုကို အသုံးပြု၍ ၎င်းတို့၏ ပျံ့နှံ့မှုကို အရှိန်မြှင့်နိုင်ပြီး လှိုင်းတွန့်တစ်ခုစီ၏ ကြာချိန်ကို လျှော့ချပေးနိုင်ပါသည်။ attosecond လေဆာများ ထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ ရှုပ်ထွေးသော အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှု ပါဝင်သည်။ သို့သော် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီး မြင်သာအောင် လုပ်ဆောင်သောအခါ ပိုမိုနားလည်လွယ်လာပါသည်။