Registrering af laserpulsers form

Et team af forskere ved Center for Relativistisk Laser Science, inden for Institute for Basic Science (IBS) har udviklet en metode til måling af formen af ​​laserpulser i omgivende luft. I modsætning til konventionelle strategier, det kræver ikke et vakuummiljø og kan anvendes på laserstråler med forskellige bølgelængder (UV, synlig eller længere). Denne patenterede teknik, i øjeblikket tilgængelig til teknologioverførsel og kommercialisering, er nu blevet offentliggjort i Optica , og det forventes at fremskynde undersøgelser af lys-stof-interaktion.

Eksperter sigter mod at anvende laserlys til at kontrollere elektronernes adfærd, og potentielt at manipulere elektriske strømme. Imidlertid, for at nå disse mål, det er vigtigt at kende bølgeformen af ​​en laserpuls. Da molekylære hændelser forekommer på bare attosekunder (1 som =10-18 sekunder), den eksisterende metode til at studere dem afhænger af dannelsen af ​​attosekundrøntgenpulser, som kræver detektionsudstyr i vakuumkamre. IBS-forskere udtænkte en alternativ tilgang kaldet TIPTOE (tunneling ionisering med en forstyrrelse til tidsdomæneobservation af et elektrisk felt), som hverken behøver røntgenpulser eller vakuumforhold.

TIPTOE er baseret på to overlejrede laserpulser:en stærk og en svag. Atomer eller molekyler udsat for intensive elektriske felter, som dem, der er skabt af stærke laserpulser, kan miste nogle af deres elektroner i et fænomen, der kaldes tunnelionisering. TIPTOE -metoden afhænger af intensiteten af ​​det elektriske felt og tunnelioniseringen af ​​elektronerne af atomerne i luften. Tidsforskelle mellem de stærke og de svage overlejrede laserpulser får den elektriske feltintensitet til at variere. Da en højere elektrisk feltintensitet svarer til højere ionisering, ændringer i det elektriske felt afspejles direkte på tunnelioniseringen. Og til gengæld, disse ændringer i tunnelionisering bruges til at måle laserpulsens form. Eftersom ionisering af tunneling kun varer 200 attosekunder, TIPTOE -metoden kan give tilstrækkelig tidsopløsning til at måle UV, synlig, og puls med længere bølgelængde.

IBS-forskere validerede TIPTOE ved at sammenligne det med den konventionelle røntgenpulsgenereringsteknik, og resultaterne var de samme.

"TIPTOEs største fordel er universaliteten af ​​denne teknik ved forskellige bølgelængder, "forklarer Kyung Taec Kim, den førende forfatter til denne undersøgelse.