ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक ही माप में अल्ट्रा - तीव्र लेजर दालों की पूरी संरचना को कैप्चर करने के लिए एक अग्रणी विधि का अनावरण किया है। सफलता, लुडविग - म्यूनिख के मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय और क्वांटम ऑप्टिक्स के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के साथ निकट सहयोग में प्रकाशित, प्रकाश - मामले की बातचीत को नियंत्रित करने की हमारी क्षमता में क्रांति ला सकती है।
इसमें कई क्षेत्रों में परिवर्तनकारी अनुप्रयोग होंगे, जिसमें भौतिकी के नए रूपों में अनुसंधान और फ्यूजन ऊर्जा अनुसंधान के लिए आवश्यक चरम तीव्रता का एहसास करना शामिल है। परिणाम प्रकाशित किए गए हैंप्रकृति फोटोनिक्स.
Ultra - तीव्र लेजर विद्युत क्षेत्र के एकल दोलन (या 'वेव चक्र') के भीतर - प्रकाश की गति के पास इलेक्ट्रॉनों को तेज कर सकते हैं, जिससे वे चरम भौतिकी का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन जाता है। हालांकि, उनके तेजी से उतार -चढ़ाव और जटिल संरचना वास्तविक - उनके गुणों के समय माप को चुनौतीपूर्ण बनाती है।
अब तक, मौजूदा तकनीकों में आमतौर पर एक पूरी तस्वीर को इकट्ठा करने के लिए सैकड़ों लेजर शॉट्स की आवश्यकता होती है, जो इन चरम प्रकाश दालों की गतिशील प्रकृति को पकड़ने की हमारी क्षमता को सीमित करता है।
ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के भौतिकी विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं और लुडविग - म्यूनिख, जर्मनी के मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा संयुक्त रूप से नए अध्ययन में, एक उपन्यास एकल - शॉट डायग्नोस्टिक तकनीक का वर्णन करता है, जिसका नाम रेवेन (रियल - समय अधिग्रहण है। यह विधि वैज्ञानिकों को उच्च परिशुद्धता के साथ व्यक्तिगत अल्ट्रा - तीव्र लेजर दालों के पूर्ण आकार, समय और संरेखण को मापने की अनुमति देती है।
लेजर पल्स के व्यवहार की पूरी तस्वीर होने से कई क्षेत्रों में प्रदर्शन लाभ में क्रांति आ सकती है। उदाहरण के लिए, यह वैज्ञानिकों को वास्तविक - समय में - ट्यून लेजर सिस्टम को ठीक करने में सक्षम कर सकता है (यहां तक कि लेज़रों के लिए भी जो केवल कभी -कभी आग लगाते हैं) और प्रयोगात्मक वास्तविकता और सैद्धांतिक मॉडल के बीच की खाई को पाटते हैं, कंप्यूटर मॉडल और एआई - के लिए बेहतर डेटा प्रदान करते हैं।
विधि लेजर बीम को दो भागों में विभाजित करके काम करती है। इनमें से एक का उपयोग यह मापने के लिए किया जाता है कि समय के साथ लेजर का रंग (तरंग दैर्ध्य) कैसे बदलता है, जबकि दूसरा भाग एक birefringent सामग्री (जो विभिन्न ध्रुवीकरण राज्यों के साथ प्रकाश को अलग करता है) से गुजरता है। एक माइक्रोलेन्स सरणी (छोटे लेंस का एक ग्रिड) फिर रिकॉर्ड करता है कि कैसे लेजर पल्स का वेवफ्रंट (आकार और दिशा) संरचित है।
जानकारी एक विशेष ऑप्टिकल सेंसर द्वारा दर्ज की जाती है, जो इसे एक एकल छवि में कैप्चर करती है जिसमें से एक कंप्यूटर प्रोग्राम लेजर पल्स की पूर्ण संरचना को फिर से संगठित करता है।
प्रमुख शोधकर्ता सनी हॉवर्ड (भौतिकी विभाग में पीएचडी शोधकर्ता, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में शोधकर्ता और लुडविग - म्यूनिख के मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के लिए वैज्ञानिक का दौरा करते हैं) ने कहा, "हमारा दृष्टिकोण सक्षम बनाता है, पहली बार, एक अल्ट्रा - गहन लारैशन की पूरी तरह से।
"यह न केवल लेजर - मामले की बातचीत में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, बल्कि उच्च - पावर लेजर सिस्टम को एक तरह से अनुकूलित करने का मार्ग प्रशस्त करता है जो पहले असंभव था।"
इस तकनीक को जर्मनी में एटलस - 3000 पेटावट - क्लास लेजर पर सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया था, जहां इसने लेजर पल्स में छोटी विकृतियों और तरंगों को प्रकट किया, जो पहले वास्तविक - समय में मापने के लिए असंभव था, जो शोध टीम को उपकरण को ठीक करने में सक्षम था।
इन विकृतियों, जिन्हें स्पैटियो - टेम्पोरल कपलिंग के रूप में जाना जाता है, उच्च - तीव्रता लेजर प्रयोगों के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं।
वास्तविक - समय की प्रतिक्रिया प्रदान करके, रेवेन तत्काल समायोजन के लिए अनुमति देता है, प्लाज्मा भौतिकी, कण त्वरण, और उच्च - ऊर्जा घनत्व विज्ञान में प्रयोगों की सटीकता और दक्षता में सुधार करता है। यह महत्वपूर्ण समय बचत में भी परिणाम करता है, क्योंकि कई शॉट्स को लेजर पल्स के गुणों को पूरी तरह से चिह्नित करने की आवश्यकता नहीं होती है।
तकनीक प्रयोगशाला में जड़त्वीय संलयन ऊर्जा उपकरणों को महसूस करने के लिए एक संभावित नया मार्ग भी प्रदान करती है - बिजली समाजों के लिए पर्याप्त पैमाने पर फ्यूजन ऊर्जा उत्पन्न करने की दिशा में एक प्रमुख प्रवेश द्वार मार्ग। जड़त्वीय संलयन ऊर्जा उपकरण एक प्लाज्मा के भीतर अत्यधिक ऊर्जावान कण उत्पन्न करने के लिए अल्ट्रा - तीव्र लेजर दालों का उपयोग करते हैं, जो तब संलयन ईंधन में फैलते हैं।
इस "सहायक हीटिंग" अवधारणा के लिए फ्यूजन उपज को अनुकूलित करने के लिए लक्षित करने के लिए केंद्रित लेजर पल्स तीव्रता के सटीक ज्ञान की आवश्यकता होती है, जो अब रेवेन द्वारा प्रदान की गई है। ध्यान केंद्रित लेजर भी नए भौतिकी - के लिए एक शक्तिशाली जांच प्रदान कर सकता है, उदाहरण के लिए, एक दूसरे पर दो दालों को निर्देशित करके एक वैक्यूम में फोटॉन - फोटॉन बिखरना।
CO - लेखक प्रोफेसर पीटर नोर्रेज़ (भौतिकी विभाग, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय) कहते हैं, "जहां अधिकांश मौजूदा तरीकों को सैकड़ों शॉट्स की आवश्यकता होगी, रेवेन एक पूर्ण स्पैटो को प्राप्त करता है - केवल एक में एक लेजर पल्स का अस्थायी चरित्र। अल्ट्रा - गहन लेजर एप्लिकेशन, लेजर विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सीमाओं को धक्का देने का वादा करता है।
CO - लेखक डॉ। एंड्रियास डॉपपी (भौतिकी के संकाय, लुडविग - मैक्सिमिलियन - विश्वविद्यालय म्यूनिख और परमाणु और लेजर भौतिकी, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के बारे में बताने के लिए, " अल्ट्रा - तीव्र दालों को इस तरह के एक छोटे स्थान और समय तक सीमित किया जाता है जब ध्यान केंद्रित किया जाता है, इस प्रकार के नैदानिक करने के लिए वास्तव में कितना संकल्प की आवश्यकता है, इस पर मौलिक सीमाएं हैं।
"यह एक गेम - चेंजर था, और इसका मतलब था कि हम माइक्रोलेंस का उपयोग कर सकते हैं, जिससे हमारा सेटअप बहुत सरल हो गया।"
आगे देखते हुए, शोधकर्ताओं को लेजर सुविधाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में रेवेन के उपयोग का विस्तार करने की उम्मीद है और जड़त्वीय संलयन ऊर्जा अनुसंधान, लेजर - संचालित कण त्वरक और उच्च - फील्ड क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स प्रयोगों को अनुकूलित करने में इसकी क्षमता का पता लगाने की उम्मीद है।
