美飛秒級(jí)超短脈沖激光束整形技術(shù)獲突破

    在高速攝影中，常使用閃光燈來將快速運(yùn)動(dòng)的物體（如子彈）瞬間定格。激光脈沖與閃光燈有點(diǎn)類似，但速度要比閃光燈快上百萬倍，其閃光時(shí)間只能持續(xù)1皮秒（一萬億分之一秒）到1飛秒（一千萬億分之一秒）。

    普度大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院科學(xué)家安德魯·韋納教授介紹說，如果把一個(gè)脈沖從開始到結(jié)束的光的性質(zhì)用圖形表示出來，由于光的強(qiáng)度變化，不同時(shí)段的光將呈現(xiàn)出不同的特定形狀。“脈沖整形”就是指對(duì)這些光的強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控。

    如果把激光脈沖分割成幾十萬個(gè)片斷，每一個(gè)片斷都代表了組成該脈沖的光譜中各不相同的一小部分。這些片斷通常稱為“梳狀線帶”，因?yàn)閷⑺鼈冇脠D形表示出來時(shí)，就好像一個(gè)個(gè)的梳子齒一樣。整個(gè)的脈沖列則稱為“飛秒光學(xué)頻率梳”。

    在這項(xiàng)新的研究中，韋納及其小組成員對(duì)一個(gè)單脈沖“飛秒光學(xué)頻率梳”中的100條“梳狀線帶”進(jìn)行了精確的“脈沖整形”，這在世界上還是。

    通過精確控制激光脈沖的精細(xì)頻率結(jié)構(gòu)，研究者希望制造更先進(jìn)的、可以檢測(cè)和測(cè)量有害物質(zhì)及污染物的光學(xué)傳感器，以及用于實(shí)驗(yàn)室的超靈敏光譜儀；開發(fā)基于光學(xué)的通訊系統(tǒng)，這種系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑷萘繉⒋蟠笤黾?，同時(shí)帶寬將增加，傳輸質(zhì)量也會(huì)更好。

    但要完全實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，需要精確調(diào)控每個(gè)單脈沖中的10萬到100萬條“梳狀線帶”。韋納認(rèn)為，盡管前面還會(huì)面臨巨大挑戰(zhàn)，但目前取得的成果是一個(gè)具有重要意義的里程碑。