חוזר על עצמוגיגה הרץפולסים עם צבעים וצורות בודדים פותחים פוטנציאל חדש בהדמיה ועיבוד לייזר מהיר במיוחד.
צוות חוקרים מאוניברסיטת טוקיו ומאוניברסיטת סאיטאמה ביפן פיתח טכניקה אופטית חדשנית הנקראת "מעבורת ספקטרום". הטכניקה יכולה ליצור בו זמנית פרצי גיגה-הרץ של פולסים וליצור את הפרופילים המרחביים שלהם.
היצירה והעיצוב של פולסים שחוזרים על עצמם מאוד טומנים בחובם הבטחה רבה למגוון יישומים, כולל צילום במהירות גבוהה, עיבוד לייזר ויצירת גלים אקוסטיים. פולסי גיגה-הרץ (GHz) במרווחים של ~0.01 ~ ~10 ננו-שניות הם בעלי ערך רב במיוחד בהדמיית תופעות מהירות במיוחד ובשיפור היעילות של עיבוד לייזר.
נכון לעכשיו, בעוד ששיטות להפקת פרצי פולסים זמינות בתעשייה, נותרו אתגרים - כגון פלט לא יעיל של אנרגיית פולסים, יכולת כוונון לקויה של מרווחי פולסים ומורכבות של מערכות קיימות. בנוסף, עיצוב הפרופיל המרחבי של כל פולס פרץ ג'יגה-הרץ מוגבל עקב התגובה הבלתי מספקת של מאפננים אור מרחביים.
כדי להתמודד עם אתגרים אלה, צוות המחקר שהוזכר לעיל פיתח תוכנית חדשה.
הגישה מורכבת מפיזור אופקי של פולסים קצרים במיוחד דרך סורג עקיפה, תוך שימוש במראות מקבילות כדי להפריד את הפולסים לאורכי גל שונים באופן מרחבי. פולסים אלו המיושרים אנכית מסוגלים להיות מווסתים באופן מרחבי בנפרד באמצעות מאפנן אור מרחבי. הפולסים המאופנים המתקבלים, עם השהיות זמן שונות בתחום ה-GHz, מייצרים פרצי ג'יגה-הרץ המופרדים באופן ספקטרלי של פולסים, שלכל אחד מהם צורה ייחודית בפרופיל המרחבי שלו.
דווח כי השיטה מייצרת בהצלחה פולסי פרץ של GHz עם שינויים נפרדים באורך הגל ובמרווח הזמן. זה מדגים היווצרות של פרופילים מרחביים כולל שינויי מיקום ופיצול שיא. יישום השיטה להדמיה ספקטרלית מהירה מדגים את יכולתה ללכוד את הדינמיקה של פסי אורך גל שונים בו זמנית.
השיטה מאפשרת הדמיה מהירה במיוחד בסקאלות זמן של תת-ננו-שניות עד ננו-שניות, ומאפשרת ניתוח של תופעות מהירות שאינן חוזרות על עצמן. היישומים הפוטנציאליים שלה כוללים חשיפת תופעות מהירות אולטרה לא ידועות וניטור תהליכים פיזיקליים מהירים בסביבות תעשייתיות. היכולת לעצב באופן אינדיבידואלי את פולסי ה-GHz מבטיחה למדי גם בעיבוד לייזר מדויק ובטיפול בלייזר.
יש לציין כי הגישה החדשנית של הצוות הביאה לעיצוב קומפקטי ולניידות משופרת, מה שהופך אותו למתאים לשימוש במתקני מחקר מדעי ובמגוון טכנולוגיות תעשייתיות
קייטרו שימאדה, Ph.D. מועמד במחלקה לביו-הנדסה ב-אוניברסיטת טוקיו, אמר, "המבנה האופטי הייחודי שלנו מאפשר מניפולציה של פולסים קצרים במיוחד עם נתיב אופטי תלת מימדי, וכתוצאה מכך מניפולציה מרחבית חסרת תקדים של פרצי גיגה-הרץ".
הוא הוסיף, "הסעת ספקטרום מספקת מגוון רחב של פולסי פרץ גיגה-הרץ עם מרווחים הנעים בין 10 פיקו-שניות ל-10 ננו-שניות. אני מאמין שיישומים המבוססים על הטכנולוגיה שלנו עבור מגוון מטרות, כולל פלזמה, מתכות ותאים, יאיץ את הגילוי המדעי. וחדשנות טכנולוגית בתעשייה וברפואה".
טכנולוגיה חדשנית זו פותחת את הדרך לקידום הדמיה מהירה במיוחד, עם השלכות על מחקר מדעי ויישומים תעשייתיים. היכולת שלו ליצור וליצור בו זמנית פרצי פולסים של גיגה-הרץ מציגה כלי רב-תכליתי לחקר תופעות מהירות ולשיפור תהליכים מבוססי לייזר.
