Технології та тенденції розвитку атосекундних лазерів у Китаї

Технології та тенденції розвитку атосекундних лазерів у Китаї

Інститут фізики Китайської академії наук повідомив про результати вимірювань 160 ізольованих атосекундних імпульсів у 2013 році. Ізольовані атосекундні імпульси (IAP) цієї дослідницької групи були згенеровані на основі гармонік вищого порядку, керованих лазерними імпульсами суб-5 фемтосекундної тривалості, стабілізованими CEP, з частотою повторення 1 кГц. Часові характеристики атосекундних імпульсів були охарактеризовані за допомогою атосекундної зростаючої спектроскопії. Результати показують, що ця лінія променя може забезпечувати ізольовані атосекундні імпульси з тривалістю імпульсу 160 атосекунд та центральною довжиною хвилі 82 еВ. Команда зробила прориви в технології генерації атосекундних джерел та атосекундної зростаючої спектроскопії. Джерела екстремального ультрафіолетового світла з атосекундною роздільною здатністю також відкриють нові сфери застосування для фізики конденсованих середовищ. У 2018 році Інститут фізики Китайської академії наук також повідомив про план створення міждисциплінарного надшвидкого вимірювального пристрою з часовою роздільною здатністю, який поєднує атосекундні джерела світла з різними вимірювальними терміналами. Це дозволить дослідникам проводити гнучкі вимірювання надшвидких процесів у речовині з роздільною здатністю від атосекунд до фемтосекунд, маючи при цьому роздільну здатність за імпульсом та простором. А також це дозволяє дослідникам досліджувати та контролювати мікроскопічну надшвидку електронну динаміку в атомах, молекулах, поверхнях та твердих матеріалах. Це зрештою прокладе шлях для розуміння та застосування відповідних макроскопічних явищ, що охоплюють численні дослідницькі дисципліни, такі як фізика, хімія та біологія.

У 2020 році Хуачжунський університет науки і технологій запропонував використовувати повністю оптичний підхід для точного вимірювання та реконструкції атосекундних імпульсів за допомогою технології оптичного стробування з роздільною здатністю за частотою. У 2020 році Китайська академія наук також повідомила про успішну генерацію ізольованих атосекундних імпульсів шляхом формування фотоелектричного поля фемтосекундного імпульсу за допомогою технології селективного пропускання з подвійним світлом. У 2023 році команда з Національного університету оборонних технологій запропонувала швидкий процес PROOF під назвою qPROOF для характеристики надширокосмугових ізольованих атосекундних імпульсів.

У 2025 році дослідники з Китайської академії наук у Шанхаї розробили технологію лазерної синхронізації на основі незалежно побудованої системи синхронізації часу, що дозволяє високоточно вимірювати часове коливання та отримувати зворотний зв'язок у режимі реального часу для пікосекундних лазерів. Це не тільки контролювало часове коливання системи в атосекундному діапазоні, але й підвищувало надійність лазерної системи під час тривалої роботи. Розроблена система аналізу та керування може виконувати корекцію часового коливання в режимі реального часу. У тому ж році дослідники також використовували лазери на релятивістських інтенсивних просторово-часових вихрах (STOV) для генерації ізольованих атосекундних гамма-імпульсів, що несуть латеральний орбітальний кутовий момент.

Галузь атосекундних лазерів переживає період швидкого розвитку, охоплюючи численні аспекти – від фундаментальних досліджень до просування застосувань. Завдяки зусиллям науково-дослідних груп, будівництву інфраструктури, підтримці національної політики, а також внутрішньому та міжнародному співробітництву та обмінам, Китай матиме широкі перспективи розвитку в галузі атосекундних лазерів. Зі збільшенням кількості університетів та дослідницьких установ, що приєднуються до досліджень атосекундних лазерів, буде розвиватися група наукових талантів з міжнародним підходом та інноваційними можливостями, що сприятиме сталому розвитку атосекундної науки. Великий науковий центр Національного атосекундного лазера також забезпечить провідну дослідницьку платформу для наукової спільноти та зробить більший внесок у розвиток науки і техніки.