12 attosekund najkrótszym okresem jaki można kontrolować

źródło: http://www.physorg.com

Lasery są obecnie w stanie generować impulsy o minimalnej długości równej 100as (attosekund) umożliwiając w czasie rzeczywistym pomiary ultrakrótkich okresów czasu, które są niemierzalne przy użyciu innych metod.

Naukowcy z Instytutu Maxa Borna (MBI) w Berlinie, zajmującym się nieliniową optyką oraz krótkookresową spektroskopią, zademonstrowali kontrolę czasu tak krótkiego jak 12 attosekund. To nowy światowy rekord dotyczący najkrótszego okresu jaki można kontrolować.

1as (attosekunda) to dokładnie 0,000000000000000001 s = 10^-18 s.

Światło jest falą elektromagnetyczną o bardzo wysokiej częstotliwości. W zakresie widzialnym pojedyncza oscylacja pola elektrycznego zajmuje około 1200-2500 attosekund. Ultrakrótki impuls laserowy jest stworzony z kilku takich oscylacji. Impulsy z konwencjonalnych laserów krótko-impulsowych wykazują się dużymi fluktuacjami miejsca maksimum w relacji do centrum impulsu. Największe natężenie pola otrzymywane jest gdy w centrum impulsu pokrywa się z czasem, w którym następuje maksimum pola elektrycznego (prezentacja na obrazku, kliknij aby powiększyć, - czerwony przebieg). W konsekwencji, metody te zostały opracowane do stabilizacji pozycji maksimum pola i fazy impulsu.

Przy współpracy z producentem femtolaserów z Wiednia, naukowcy MBI opracowali nową metodę do kontroli fazy poza laserem. W porównaniu do poprzednich rozwiązań, manipulacja wewnątrz lasera nie jest wymagana, co kompletnie eliminuje fluktuacje mocy lasera i długości trwania impulsu oraz gwarantuje znacznie podwyższoną długo-okresową stabilizację. Korekcja fazy impulsu polega na tzw akustyczno-optycznym przełączniku, który jest bezpośrednio sterowany poprzez mierzony sygnał.

Poprzednie metody stabilizacji pozwalały na precyzję w dziedzinie czasu rzędu 100as (10^-16 s), co odpowiada 1/20 długości fali. Nowa metoda skraca ten okres do 12as, co przekracza nawet atomową jednostkę czasu (24 as) aż 2 razy.

Sukces ten mocno był uzależniony od udanej współpracy pomiędzy producentem femtolaserów, który dostarczył specjalnie zoptymalizowany laser do wspólnego doświadczenia oraz który ciągle opracowuje produkty bazujące na nowej metodzie.

Wiecej informacji Doi: 10.1038/NPHOTON.2010.91

physorg.com