October ऑक्टोबर, २०२23 रोजी संध्याकाळी एका महत्त्वपूर्ण घोषणेत, सन २०२. च्या भौतिकशास्त्रातील नोबेल पुरस्काराचे अनावरण करण्यात आले, ज्यामुळे अटोसेकॉन्ड लेसर तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात पायनियर म्हणून महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावणा three ्या तीन शास्त्रज्ञांच्या उत्कृष्ट योगदानाची ओळख झाली.

"अ‍ॅटोसेकॉन्ड लेसर" हा शब्द त्याचे नाव आश्चर्यकारकपणे संक्षिप्त टाइमस्केलवर आहे, विशेषत: अटोसेकंदांच्या क्रमाने, 10^-18 सेकंदांच्या अनुरुप. या तंत्रज्ञानाचे सखोल महत्त्व समजून घेण्यासाठी, अ‍ॅटोसेकॉन्ड काय सूचित करते याची मूलभूत आकलन ही सर्वोपरि आहे. एक अटोसेकंद हा काळातील अत्यंत मिनिटांचा एकक म्हणून उभा आहे, जो एका सेकंदाच्या विस्तृत संदर्भात सेकंदाच्या अब्जाच्या अब्जाचा एक अब्जाचा समावेश आहे. हे दृष्टीकोनात सांगायचे तर, जर आपण दुसर्‍याला एका उंच डोंगराशी तुलना केली तर, डोंगराच्या पायथ्याशी वसलेल्या वाळूच्या एकाच धान्यासारखेच अ‍ॅटोसेकंद असेल. या क्षणभंगुर ऐहिक मध्यांतर, प्रकाश अगदी अगदी स्वतंत्र अणूच्या आकाराच्या अंतरावरच ओलांडू शकतो. अ‍ॅटोसेकंद लेसरच्या वापराद्वारे, वैज्ञानिक अणु रचनांमध्ये इलेक्ट्रॉनच्या गुंतागुंतीच्या गतिशीलतेची छाननी करण्यासाठी आणि हाताळण्याची अभूतपूर्व क्षमता प्राप्त करतात, सिनेमॅटिक अनुक्रमात फ्रेम-बाय-फ्रेम स्लो-मोशन रीप्लेसारखेच, ज्यायोगे त्यांच्या इंटरप्लेमध्ये प्रवेश केला जातो.

अ‍ॅटोसेकंद लेसरवैज्ञानिकांनी व्यापक संशोधन आणि एकत्रित प्रयत्नांच्या कळसचे प्रतिनिधित्व केले, ज्यांनी अल्ट्राफास्ट लेसर क्राफ्ट करण्यासाठी नॉनलाइनर ऑप्टिक्सच्या तत्त्वांचा उपयोग केला आहे. त्यांच्या अ‍ॅडव्हेंटने आम्हाला अणू, रेणू आणि अगदी घन सामग्रीमधील इलेक्ट्रॉनमध्ये प्रवेश करण्याच्या गतिशील प्रक्रियेचे निरीक्षण आणि शोध यासाठी एक अभिनव व्हँटेज पॉईंट दिले आहे.

पारंपारिक लेसरच्या तुलनेत अ‍ॅटोसेकंद लेसरचे स्वरूप स्पष्ट करण्यासाठी आणि त्यांच्या अपारंपरिक गुणांचे कौतुक करण्यासाठी, विस्तृत "लेसर कुटुंब" मध्ये त्यांचे वर्गीकरण शोधणे अत्यावश्यक आहे. वेव्हलेन्थद्वारे वर्गीकरण अटोसेकंद लेसर प्रामुख्याने अल्ट्राव्हायोलेट ते मऊ एक्स-रे फ्रिक्वेन्सीच्या श्रेणीमध्ये ठेवते, जे पारंपारिक लेसरच्या विरूद्ध त्यांच्या विशेषत: लहान तरंगलांबी दर्शवितात. आउटपुट मोडच्या बाबतीत, अ‍ॅटोसेकंद लेसर स्पंदित लेसरच्या श्रेणीत येतात, जे त्यांच्या अत्यंत संक्षिप्त नाडीच्या कालावधीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत. स्पष्टतेसाठी एक समानता काढण्यासाठी, सतत प्रकाशाच्या तुळई उत्सर्जित करणार्‍या फ्लॅशलाइटसारखेच सतत-वेव्ह लेसरची कल्पना करू शकते, तर पल्स केलेले लेसर स्ट्रॉब लाइटसारखे असतात, जे प्रदीपन आणि अंधाराच्या कालावधीत वेगाने बदलतात. थोडक्यात, अटोसेकंद लेसर प्रदीपन आणि अंधारात एक धडधडत वर्तन दर्शवितात, तरीही दोन राज्यांमधील त्यांचे संक्रमण आश्चर्यकारक वारंवारतेवर होते आणि अ‍ॅटोसेकंदांच्या क्षेत्रापर्यंत पोहोचते.

पॉवरद्वारे पुढील वर्गीकरण कमी-शक्ती, मध्यम-शक्ती आणि उच्च-शक्ती कंसात लेसर ठेवते. अटोसेकंद लेसर त्यांच्या अत्यंत लहान नाडीच्या कालावधीमुळे उच्च पीक पॉवर प्राप्त करतात, परिणामी एक उच्चारित पीक पॉवर (पी) होते - प्रति युनिट टाइम (पी = डब्ल्यू/टी) च्या उर्जेची तीव्रता म्हणून परिभाषित केली जाते. जरी वैयक्तिक अ‍ॅटोसेकंद लेसर डाळींमध्ये अपवादात्मक मोठी उर्जा (डब्ल्यू) असू शकत नाही, परंतु त्यांचे संक्षिप्त भाषांतरित मर्यादा (टी) त्यांना एलिव्हेटेड पीक पॉवरसह प्रदान करते.

अनुप्रयोग डोमेनच्या बाबतीत, लेसरने औद्योगिक, वैद्यकीय आणि वैज्ञानिक अनुप्रयोगांचा समावेश असलेल्या स्पेक्ट्रमचा कालावधी वाढविला. अ‍ॅटोसेकंद लेसर प्रामुख्याने वैज्ञानिक संशोधनाच्या क्षेत्रात त्यांचे कोनाडा शोधतात, विशेषत: भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्राच्या डोमेनमध्ये वेगाने विकसित होणा -या घटनेच्या शोधात, मायक्रोकोस्मिक वर्ल्डच्या वेगवान डायनॅमिक प्रक्रियेमध्ये एक विंडो ऑफर करतात.

लेसर मध्यम द्वारे वर्गीकरण लेसरचे गॅस लेसर, सॉलिड-स्टेट लेसर, लिक्विड लेसर आणि सेमीकंडक्टर लेसर म्हणून वर्णन करते. अ‍ॅटोसेकंद लेसरची पिढी सामान्यत: गॅस लेसर मीडियावर बिंदू असते, उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक्समध्ये वाढविण्यासाठी नॉनलाइनर ऑप्टिकल प्रभावांचे भांडवल करते.

सारांशात, अटोसेकंद लेसर शॉर्ट-पल्स लेसरचा एक अनोखा वर्ग बनवतात, जे त्यांच्या विलक्षण संक्षिप्त नाडीच्या कालावधीद्वारे ओळखले जातात, विशेषत: अ‍ॅटोसेकंदमध्ये मोजले जातात. परिणामी, ते अणू, रेणू आणि घन सामग्रीमधील इलेक्ट्रॉनच्या अल्ट्राफास्ट डायनॅमिक प्रक्रियेचे निरीक्षण आणि नियंत्रित करण्यासाठी अपरिहार्य साधने बनले आहेत.

अ‍ॅटोसेकंद लेसर पिढीची विस्तृत प्रक्रिया

अ‍ॅटोसेकॉन्ड लेसर तंत्रज्ञान वैज्ञानिक नावीन्यपूर्णतेच्या अग्रभागी उभे आहे, जे त्याच्या पिढीसाठी एक कठोर कठोर परिस्थितीचा अभिमान बाळगते. अ‍ॅटोसेकंद लेसर पिढीच्या गुंतागुंत स्पष्ट करण्यासाठी, आम्ही त्याच्या मूलभूत तत्त्वांच्या संक्षिप्त प्रदर्शनासह प्रारंभ करतो, त्यानंतर दररोजच्या अनुभवांमधून प्राप्त झालेल्या स्पष्ट रूपकांद्वारे. संबंधित भौतिकशास्त्राच्या गुंतागुंतांमध्ये वाचकांना निराश करण्याची गरज नाही, कारण येणा e ्या रूपकांचे उद्दीष्ट अटोसेकंद लेसरचे मूलभूत भौतिकशास्त्र प्रवेश करण्यायोग्य आहे.

अ‍ॅटोसेकंद लेसरची पिढी प्रक्रिया प्रामुख्याने उच्च हार्मोनिक जनरेशन (एचएचजी) म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या तंत्रावर अवलंबून असते. प्रथम, उच्च-तीव्रतेच्या फेमेटोसेकंद (10^-15 सेकंद) लेसर डाळींचा तुळई वायू लक्ष्यित सामग्रीवर घट्ट लक्ष केंद्रित केला जातो. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की फेमटोसेकंद लेसर, अ‍ॅटोसेकंद लेसरसारखेच, लहान नाडी कालावधी आणि उच्च पीक पॉवरची वैशिष्ट्ये सामायिक करतात. प्रखर लेसर फील्डच्या प्रभावाखाली, गॅस अणूंच्या आत इलेक्ट्रॉन त्यांच्या अणु न्यूक्लीमधून क्षणिकरित्या मुक्त केले जातात, जे क्षणिकपणे मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या स्थितीत प्रवेश करतात. हे इलेक्ट्रॉन लेसर फील्डला प्रतिसाद म्हणून दोलायमान असल्याने, ते शेवटी परत येतात आणि त्यांच्या मूळ अणु न्यूक्लीसह परत आल्या आणि नवीन उच्च-उर्जा राज्ये तयार करतात.

या प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रॉन अत्यंत उच्च वेगाने फिरतात आणि अणु न्यूक्लीसह पुनर्संचयित झाल्यावर ते उच्च-उर्जा फोटो म्हणून प्रकट होणार्‍या उच्च हार्मोनिक उत्सर्जनाच्या स्वरूपात अतिरिक्त ऊर्जा सोडतात.

या नव्याने व्युत्पन्न केलेल्या उच्च-उर्जा फोटॉनची वारंवारता मूळ लेसर वारंवारतेचे पूर्णांक गुणाकार आहेत, जे उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक्स म्हणून ओळखले जाते, जेथे "हार्मोनिक्स" मूळ वारंवारतेचे अविभाज्य गुणाकार दर्शविते. अ‍ॅटोसेकॉन्ड लेसर मिळविण्यासाठी, या उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक्स फिल्टर करणे आणि लक्ष केंद्रित करणे, विशिष्ट हार्मोनिक्स निवडणे आणि त्यांना केंद्रबिंदूमध्ये केंद्रित करणे आवश्यक होते. इच्छित असल्यास, पल्स कॉम्प्रेशन तंत्र नाडीच्या कालावधीचे संक्षिप्त रूप पुढे करू शकते, ज्यामुळे अ‍ॅटोसेकंद श्रेणीत अल्ट्रा-शॉर्ट डाळी मिळतात. स्पष्टपणे, अ‍ॅटोसेकंद लेसरची पिढी एक अत्याधुनिक आणि बहुआयामी प्रक्रिया बनवते, जी उच्च प्रमाणात तांत्रिक पराक्रम आणि विशेष उपकरणांची मागणी करते.

या गुंतागुंतीच्या प्रक्रियेचे निराकरण करण्यासाठी, आम्ही दररोजच्या परिस्थितींमध्ये एक रूपक समांतर ऑफर करतो:

उच्च-तीव्रता फेमटोसेकंद लेसर डाळी:

उच्च-तीव्रतेच्या फेम्टोसेकंद लेसर डाळींनी केलेल्या भूमिकेसारखे, विपुल वेगात त्वरित दगडफेक करण्यास सक्षम एक अपवादात्मक शक्तिशाली कॅटॅपल्ट आहे.

वायू लक्ष्य सामग्री:

गॅसियस लक्ष्य सामग्रीचे प्रतीक असलेल्या पाण्याचे एक शांत शरीर चित्रित करा, जेथे पाण्याचे प्रत्येक थेंब असंख्य वायू अणूंचे प्रतिनिधित्व करते. पाण्याच्या या शरीरात दगडांना चालना देण्याचे कार्य वायू लक्ष्यित सामग्रीवर उच्च-तीव्रतेच्या फेमेटोसेकंद लेसर डाळींच्या प्रभावाचे प्रतिबिंबित करते.

इलेक्ट्रॉन मोशन आणि रिकॉम्बिनेशन (शारीरिकदृष्ट्या म्हणतात संक्रमण):

जेव्हा फेमेटोसेकंद लेसर डाळी वायू लक्ष्यित सामग्रीमध्ये गॅस अणूंवर परिणाम करतात, तेव्हा बाह्य इलेक्ट्रॉनची महत्त्वपूर्ण संख्या क्षणातच अशा स्थितीत उत्साही असते जिथे ते त्यांच्या संबंधित अणु न्यूक्लीपासून अलिप्त असतात आणि प्लाझ्मा सारखी स्थिती बनतात. त्यानंतर सिस्टमची उर्जा कमी होत असताना (लेसर डाळी अंतर्निहितपणे स्पंदित केली जात असल्याने, समाप्तीचे अंतर असलेले), हे बाह्य इलेक्ट्रॉन उच्च-उर्जा फोटॉन सोडत अणु न्यूक्लीच्या त्यांच्या आसपास परत जातात.

उच्च हार्मोनिक पिढी:

प्रत्येक वेळी पाण्याचे थेंब तलावाच्या पृष्ठभागावर पडते तेव्हा ते अटोसेकंद लेसरमध्ये उच्च हार्मोनिक्सप्रमाणेच लहरी तयार करते. या लहरींमध्ये प्राथमिक फेमेटोसेकंद लेसर नाडीमुळे होणार्‍या मूळ लहरींपेक्षा जास्त फ्रिक्वेन्सी आणि एम्प्लिट्यूड्स असतात. एचएचजी प्रक्रियेदरम्यान, एक शक्तिशाली लेसर बीम, सतत दगड फेकून देण्यासारखेच, तलावाच्या पृष्ठभागासारख्या गॅसचे लक्ष्य प्रकाशित करते. हे तीव्र लेसर फील्ड गॅसमध्ये इलेक्ट्रॉन चालवते, त्यांच्या मूळ अणूपासून दूर, लहरींशी एकसारखे आहे आणि नंतर त्यांना मागे खेचते. प्रत्येक वेळी इलेक्ट्रॉन अणूकडे परत येतो तेव्हा ते अधिक गुंतागुंतीच्या लहरी नमुन्यांप्रमाणेच उच्च वारंवारतेसह नवीन लेसर बीम उत्सर्जित करते.

फिल्टरिंग आणि फोकसिंग:

या सर्व नवीन व्युत्पन्न लेसर बीम एकत्रित केल्याने विविध रंगांचे स्पेक्ट्रम (फ्रिक्वेन्सी किंवा तरंगलांबी) मिळते, त्यातील काही अ‍ॅटोसेकंद लेसर असतात. विशिष्ट लहरी आकार आणि फ्रिक्वेन्सी वेगळ्या करण्यासाठी, आपण इच्छित लहरी निवडण्यासारखे एक विशेष फिल्टर वापरू शकता आणि विशिष्ट क्षेत्रावर लक्ष केंद्रित करण्यासाठी एक भिंग ग्लास वापरू शकता.

नाडी कॉम्प्रेशन (आवश्यक असल्यास):

आपण लहरी जलद आणि लहान प्रचार करण्याचे लक्ष्य ठेवत असल्यास, प्रत्येक लहरी टिकून राहणारा वेळ कमी करून आपण विशिष्ट डिव्हाइसचा वापर करून त्यांच्या प्रसारास गती देऊ शकता. अ‍ॅटोसेकंद लेसरच्या पिढीमध्ये प्रक्रियेचा एक जटिल इंटरप्ले असतो. तथापि, तुटलेले आणि व्हिज्युअलाइझ केल्यावर ते अधिक समजण्यायोग्य बनते.