21 년 2022 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 새로운 광원은 이전에는 도달할 수 없었던 최대 강도와 안정성으로 약 12µm의 파장에서 초단파 적외선 펄스를 생성합니다. 물에 대한 진동 분광법의 첫 번째 실험은 응용 분야에 대한 시스템의 높은 잠재력을 보여줍니다. 초단파 광 펄스는 기본 연구에서 중요한 도구를 나타내며 수많은 광학 기술에도 사용되었습니다. 파장이 1μm보다 긴 적외선 스펙트럼 범위는 광통신에서 중요한 역할을 하는 반면, 최대 300μm 파장의 펄스는 광학 측정 및 분석 기술과 이미징 기술에 필요합니다. 광파의 진동 주기가 몇 개에 불과한 매우 짧은 펄스("몇 주기" 펄스)는 특별한 기술적 과제입니다. 이들을 생성하려면 광학 위상과 전파 조건을 정밀하게 제어해야 합니다.
그림 1: 11.4µm에서 OPCPA 펄스 성능의 특성화. 장기 펄스 안정성 측정. 평균 전력은 65mW이고 표준 편차는 σ_RMS=1.9%입니다. 왼쪽 삽입: 원거리장 강도 분포. 오른쪽 삽입: 몇 사이클 펄스의 검색된 시간 펄스 모양. (이미지: Forschungsverbund Berlin) 10 µm보다 긴 파장의 소수 주기 펄스는 고체 및 액체와 같은 응축 물질의 비평형 특성에 대한 기본 연구에 중요하며, 예를 들어 광학 재료 가공에서 높은 응용 가능성을 나타냅니다. . 결과적으로 이러한 펄스의 생성은 최첨단 연구 주제입니다. 저널에서 Optica ("초고속 장파 적외선 분광법을 위한 65 µm에서 몇 주기의 11.4 µJ 펄스"), 베를린 막스 본 연구소(Max Born Institute)의 연구원들은 기록 매개변수로 10µm 파장을 초과하는 초단파 적외선 펄스를 전달하는 새로운 광원에 대해 보고합니다. 초소형 시스템은 OPCPA(Optical Parametric Chirped Pulse Amplification) 개념을 기반으로 하며, 약한 극초단 적외선 펄스가 비선형 결정에서 더 짧은 파장의 강렬한 펌프 펄스와 상호 작용하여 증폭됩니다.
그림 2: librational(L12) 밴드(원형 화살표로 표시된 진동)에서 액체 물(2개의 투명 창 사이에 있는 2µm 두께의 필름)의 비선형 전송. (a) 11.4µm 펄스(에너지: 25µJ)의 L3 물 흡수(검은색 선) 및 입사(자홍색 선) 및 투과(녹색 선) 스펙트럼. (b) 비선형 전송 증가를 보여주는 입사 펄스 에너지의 함수로서 물 샘플의 전송. (이미지: Forschungsverbund Berlin) 새로운 광원에서 2μm의 파장에서 약 6ps 지속 시간의 펌프 펄스는 12mJ의 펌프 에너지로 65단계 파라메트릭 증폭기를 구동합니다. 약 185µm의 파장에서 증폭된 펄스는 0.4µJ의 에너지와 5fs의 지속 시간을 가지며, 광파의 약 1개의 광학 주기 내에서 약 1기가와트의 피크 전력에 해당합니다(그림 1). 2kHz 트레인에서 펄스는 매우 안정적이고 광학 빔 품질이 우수합니다(그림 20). 시스템의 출력 전력 및 반복률은 확장 가능합니다. 이 독특한 소스의 잠재력은 액체 상태의 물에 대한 실험에서 입증되었습니다. 처음으로 물 분자의 방해 회전, 소위 해방(librations)이 광 흡수가 상당히 감소할 정도로 여기되었습니다(그림 30). 이 흡수 포화의 분석으로부터 XNUMX~XNUMXfs의 해방 여기의 수명이 추정됩니다.
그림 1: 11.4µm에서 OPCPA 펄스 성능의 특성화. 장기 펄스 안정성 측정. 평균 전력은 65mW이고 표준 편차는 σ_RMS=1.9%입니다. 왼쪽 삽입: 원거리장 강도 분포. 오른쪽 삽입: 몇 사이클 펄스의 검색된 시간 펄스 모양. (이미지: Forschungsverbund Berlin) 10 µm보다 긴 파장의 소수 주기 펄스는 고체 및 액체와 같은 응축 물질의 비평형 특성에 대한 기본 연구에 중요하며, 예를 들어 광학 재료 가공에서 높은 응용 가능성을 나타냅니다. . 결과적으로 이러한 펄스의 생성은 최첨단 연구 주제입니다. 저널에서 Optica ("초고속 장파 적외선 분광법을 위한 65 µm에서 몇 주기의 11.4 µJ 펄스"), 베를린 막스 본 연구소(Max Born Institute)의 연구원들은 기록 매개변수로 10µm 파장을 초과하는 초단파 적외선 펄스를 전달하는 새로운 광원에 대해 보고합니다. 초소형 시스템은 OPCPA(Optical Parametric Chirped Pulse Amplification) 개념을 기반으로 하며, 약한 극초단 적외선 펄스가 비선형 결정에서 더 짧은 파장의 강렬한 펌프 펄스와 상호 작용하여 증폭됩니다.
그림 2: librational(L12) 밴드(원형 화살표로 표시된 진동)에서 액체 물(2개의 투명 창 사이에 있는 2µm 두께의 필름)의 비선형 전송. (a) 11.4µm 펄스(에너지: 25µJ)의 L3 물 흡수(검은색 선) 및 입사(자홍색 선) 및 투과(녹색 선) 스펙트럼. (b) 비선형 전송 증가를 보여주는 입사 펄스 에너지의 함수로서 물 샘플의 전송. (이미지: Forschungsverbund Berlin) 새로운 광원에서 2μm의 파장에서 약 6ps 지속 시간의 펌프 펄스는 12mJ의 펌프 에너지로 65단계 파라메트릭 증폭기를 구동합니다. 약 185µm의 파장에서 증폭된 펄스는 0.4µJ의 에너지와 5fs의 지속 시간을 가지며, 광파의 약 1개의 광학 주기 내에서 약 1기가와트의 피크 전력에 해당합니다(그림 1). 2kHz 트레인에서 펄스는 매우 안정적이고 광학 빔 품질이 우수합니다(그림 20). 시스템의 출력 전력 및 반복률은 확장 가능합니다. 이 독특한 소스의 잠재력은 액체 상태의 물에 대한 실험에서 입증되었습니다. 처음으로 물 분자의 방해 회전, 소위 해방(librations)이 광 흡수가 상당히 감소할 정도로 여기되었습니다(그림 30). 이 흡수 포화의 분석으로부터 XNUMX~XNUMXfs의 해방 여기의 수명이 추정됩니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=61880.php
