Femtosecond lazer filamentler alt Diffraction sınırlı görüntüleme ve Uzaktan algılama kullanmak için

Profesör Sokolov ve ekibini takdim etmekiçin çok mutluyum. Şarbonu gerçek zamanlı olarak tespit etmek için yüksek güçlü lazerler kullanan ilk kişiydiler. Yani nanosaniyede, birkaç saniyede değil.

Daha sonra ışığın filamentasyonu, ışığın odaklanması ve standart kuantum sınırlarının ötesine geçmek için bu teknikleri kullanabileceğimiz yollar hakkında başka sorunlar üzerinde çalışmaya devam ettiler. Klasik olarak inatla sonuçlanabilecek mesafelerde alt kırınım sınırlı çözünürlüğü elde etmek için femtosecond lazer filamentleri kullanmak için deneysel bir protokol uyguluyoruz. Lazer filamentler uzun yayılma mesafeleri üzerinde yüksek yoğunluklu ve milimetre altı çapı koruyabilirsiniz.

Bu gelişmiş çözünürlük ile algılama, tarama, görüntüleme spektroskopi sağlar. Lazer filamentasyon atmosfer ve su da dahil olmak üzere birçok ortamda oluşturulabilir. Bu teknik okyanus optik çalışmalarına uyarlanabilir.

Lazer filamentasyonunu üretmek kolay değil. Bir yararlı hile gerekli yoğunluğu elde etmek için darbe cıvıltı ayarlamaktır. Bugün filamentasyon üzerine deneyler göreceğiz, ışığın küçük liflere odaklanması, ve bu, mevcut bağlamda, şarbon tespitinden okyanus optiklerine bakmaya kadar deneylerle ne yaptığımızı görselleştirmemize yardımcı olan bir şey.

Cihazı optik bir banka ayarlayın ve Sınıf 4 lazer için güvenlik önlemlerini uygulayın. Filament oluşturmak için, darbeli, güçlendirilmiş femtosecond titanyum safir lazer kullanın. Lazer ışınını dış kenarları hafifçe birşekilde kesen bir iristen geçirin.

Lazerin kırpma neden olduğu mekansal yoğunluk profilindeki keskin degradenin tohum filament oluşumu olduğu bilinmektedir. Daha sonra, 200 santimetreden daha büyük bir odak uzaklığı ile yakınsama lens ile ışın geçmek. Yayılma yönüne göre merceği hafifçe yatırarak kendi kendine odaklama yada yardımcı olun.

Lensin geometrik odak sonra uygun bir ışın dökümü için düzenleyin. Bir filament gözlemlemek için, havada kendi kendine odaklama için yeterli anlık bir çıkış gücü ile lazer çalıştırın. Beyaz kağıt kullanarak lensin geometrik odak yakınında filamentasyon arayın.

Işın yolunda kağıt ile, yaklaşık 100 mikrometre bir titreşen, parlak çekirdek çevreleyen birkaç milimetre dağınık bir hale arayın. Filament ötesinde daha fazla gözlem yapın. Orada, parlak, çok renkli, konik emisyon halkaları havada karakteristik bir kendi kendine fazlı modülasyon sürecinin sonucudur.

Birden fazla parlak nokta birden fazla filaman olduğunu gösteriyor. Parlak lekeleri ortadan kaldırmak için, iris önce Kiriş zayıflama tanıtmak. Uygun zayıflama ile konik emisyon desenindeki parlak noktalar ortadan kalkar.

Lazer ile uzaktan tarama bir test yapmaya hazırlanın. Işın yolunda iki eksenli motorlu çeviri aşamasını sabitleştirin, böylece ışına dik çevrilebilir. Lazer ışını filamentinin sahnenin merkezinde meydana geldiğini sağlayın.

Ardından, sistemle tçalışmak için bir hedef oluşturun. Bir konteyner edinin ve altına iki milimetre kum yerleştirin. Kum tabakasının üzerine bakır, alüminyum ve paslanmaz çelik nesneler koyun.

Sonra, metallerin üstüne iki milimetrelik bir kum tabakası daha koyun. Lazer kapalı, filamentasyon oluşur çeviri aşamasının ortasına konteyner koyun. Veri toplamak için, spektrometre çıktısını bilgisayara bağlayın.

Lazerin tek bir atış için harici tetikleyiciyi ve bilgisayar denetimini ayarlayın. Sonra sensör cihazını ayarlayın. Bu durumda, bir spektrometre konumlandırın, böylece giriş noktaları çeviri aşamasında filamentasyon etki noktasında.

Spektrometre içine darbe noktasından ışık çift için lens kullanın. Lensi filamentasyonun oluştuğu yerden bir ila iki odak uzaklığı arasında yerleştirin. Lazeri yazılımla tetikleyin ve spektrometreden gelen sinyali kaydedin.

Bakır, alüminyum ve paslanmaz çelik bu düzenleme kum yaklaşık iki milimetre altında gizlenmiş. Kurulum ile ölçülen gömülü metallerin spektral özellikleri yeşil bakır ile kompozit bir görüntü oluşturulmasına izin, kırmızı alüminyum, ve camgöbeği paslanmaz çelik. Küçük, baskılı, Texas A&M logosu üzerinde taranmış kırınım sınırında filamentolmayan bir lazer ışını tanınabilir bir metni göstermez.

Buna karşılık, logo üzerinde taranmış bir filamented lazer ışını ayırt edilebilir öğeleri ile bir görüntü oluşturur. Darbe enerjisi ve yoğunluğu lazer fillamentasyonu üretmek için çok önemli parametrelerdir. Uzaktan spektroskopide lazer filamentasyonunun kullanılması uzaktan algılamada sinyal-gürültü oranını artırabilir.

Bu teknik uzaktan algılama yüksek spektral çözünürlüğe ulaşmak için yol açtı. Bu iş için gerekli sınıf 4 lazerler tehlikelidir. Deneyciler kişisel koruyucu ekipman takmalı ve tüm güvenlik protokollerini takip etmelidir.