I se faʻasalalauga mataʻutia i le afiafi o Oketopa 3, 2023, na faʻaalia ai le Nobel Prize in Physics mo le tausaga 2023, ma faʻaalia ai le tele o sao a le au saienitisi e toʻatolu na latou faia ni matafaioi taua o ni paionia i le malo o le attosecond laser technology.

O le faaupuga "leisa attosecond" e maua mai ai lona igoa mai le taimi puupuu tele o loʻo galue ai, faʻapitoa i le faasologa o attoseconds, e fetaui ma le 10^-18 sekone. Ina ia malamalama i le taua tele o lenei tekinolosi, o se malamalamaga faavae o le mea e faʻaalia e le attosecond e sili ona taua. O le attosecond e tu o se iunite e sili atu le minute o le taimi, e aofia ai le tasi piliona o le piliona o le sekone i totonu o le lautele lautele o le tasi sekone. Ina ia faaataina lenei mea, afai tatou te faatusaina le lona lua i se mauga maualuga, o le attosecond o le a faatusaina i se fatu oneone e tasi o loo i lalo o le mauga. I lenei vaitaimi puupuu le tumau, e oo lava i le malamalama e tau le mafai ona uia se mamao e tutusa ma le tele o se atoma taʻitasi. E ala i le faʻaogaina o le laser attosecond, e maua ai e saienitisi le gafatia e le masani ai e suʻesuʻe ma faʻaogaina le faʻaogaina o le eletise i totonu o fausaga atomika, e pei o se faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo lemu i se faʻasologa o ata tifaga, ma faʻafefe ai i totonu o latou fesoʻotaʻiga.

Attosecond laserso lo'o fa'atusalia ai le fa'ai'uga o su'esu'ega tele ma taumafaiga tu'ufa'atasia e saienitisi, o ē na fa'aogaina mataupu fa'avae o mea fa'apitoa e le'i laina e fau ai lasers ultrafast. O lo latou afio mai ua tatou maua ai se avanoa fou mo le mata'ituina ma le su'esu'eina o faiga fa'agaioiga o lo'o tutupu i totonu o atoms, mole, ma e o'o lava i eletise i mea mautu.

Ina ia faʻamalamalamaina le natura o lasers attosecond ma talisapaia o latou uiga le masani pe a faʻatusatusa i lasers masani, e taua tele le suʻesuʻeina o latou faʻavasegaina i totonu o le lautele "aiga laser." Fa'avasegaga e ala i le umi o galu e tu'u ai leisa lua i totonu o le tele o le ultraviolet i ala vaivai X-ray, e fa'ailoa ai o latou umi galu e sili atu ona pupuu e fa'atusatusa i leisa masani. E tusa ai ma faiga fa'atino, o leisa attosecond e pa'u i lalo o le vaega o leisa fa'atosina, e fa'ailoaina i le pu'upu'u pu'upu'u o latou taimi. Ina ia tusia se faʻatusa mo le manino, e mafai e se tasi ona mafaufau i le faʻaauau pea-galu leisa e pei o se moliuila o loʻo faʻaosoina se ave faʻaauau o le malamalama, ae o lasers faʻamalosi e pei o se moli strobe, e vave ona fesuiaʻi i le va o vaitaimi o le malamalama ma le pogisa. O le mea moni, o le attosecond lasers e fa'aalia ai se amio fa'atosina i totonu o le malamalama ma le pogisa, ae o lo latou suiga i le va o setete e lua e tupu i se taimi ofoofogia, e oʻo atu i le malo o attoseconds.

O isi fa'avasegaga e ala i le mana e tu'u ai leisa i fa'amaulalo-malosi, feololo-malosi, ma le malosi-maualuga puipui. Attosecond lasers ausia le maualuga maualuga o le malosi ona o lo latou puʻupuʻu puʻupuʻu umi umi, e maua ai le malosi maualuga (P) - faʻamatalaina o le malosi o le malosi i le iunite taimi (P = W / t). E ui lava atonu e leai se malosi tele (W), o latou fa'apu'upu'u fa'aletino (t) e maua ai le malosi maualuga.

E tusa ai ma vaega o le fa'aogaina, o le laser e fa'alautele le fusi o alaleo e aofia ai mea tau alamanuia, foma'i, ma fa'asaienisi. Attosecond lasers e maua muamua lo latou fa'ailoga i totonu o le malo o su'esu'ega fa'asaienisi, aemaise i le su'esu'eina o fa'alavelave fa'avavevave i totonu o vaega o le fisiki ma le kemisi, e ofoina atu se fa'amalama i totonu o le lalolagi microcosmic fa'agaioiga fa'avavevave.

O le fa'avasegaina e ala i le laser e fa'ailoa ai leisa e pei o le kasa, leisa malo, leisa vai, ma le laser semiconductor. O le fa'atupuina o leisa attosecond e masani lava ona fa'alagolago i luga o fa'asalalauga leisa kasa, fa'amaualuga i a'afiaga opitika e le laina e fa'atupuina ai le fa'atonuga maualuga.

I le aotelega, o lasers attosecond e aofia ai se vasega tulaga ese o lasers pu'upu'u pu'upu'u, fa'ailogaina i latou umi fa'apitoa pu'upu'u, e masani ona fuaina i attoseconds. O se taunuuga, ua avea i latou ma meafaigaluega taua mo le mataituina ma le pulea o le ultrafast dynamic process of electrons i totonu o atoms, mole, ma mea mautu.

Le Fa'agasologa Fa'apitoa ole Attosecond Laser Generation

Attosecond leisa tekinolosi tu i le pito i luma o mea fou faasaienitisi, faʻamaualuga se faʻailoga faigata faʻatulagaina o tulaga mo lona augatupulaga. Ina ia faʻamalamalamaina le lavelave o le gaosiga o le laser attosecond, matou te amata i se faʻamatalaga puʻupuʻu o ona mataupu faavae, sosoo ai ma faʻataʻitaʻiga manino e maua mai i mea masani i aso uma. O le aufaitau e le malamalama i le lavelave o le fisiki talafeagai e le tatau ona faʻavaivai, aua o faʻataʻitaʻiga o loʻo mulimuli mai e faʻamoemoe e faʻaogaina le fisiki faavae o lasers attosecond.

O le fa'agasologa o le fa'atupuina o lasers attosecond e fa'alagolago tele i le metotia ua ta'ua o le High Harmonic Generation (HHG). Muamua, o se ave o le femtosecond maualuga (10^-15 sekone) leisa leisa o lo'o taula'i atu i luga o se mea fa'atatau kasa. E taua le maitauina o le femtosecond lasers, e pei o le attosecond lasers, fa'asoa uiga o le mauaina o le pu'upu'u umi o le pulupulu ma le maualuga maualuga. I lalo o le aafiaga o le malosi leisa fanua, eletonika i totonu o kesi atoms ua faasaolotoina mo sina taimi mai o latou atomic nuclei, transiently ulu atu i se tulaga o electrons saoloto. A o oscillate nei electrons i le tali atu i le fanua leisa, latou iu lava ina toe foi atu ma toe tuufaatasia ma o latou matua atomic nuclei, fatuina setete fou maualuga-malosi.

I le faagasologa o lenei faagasologa, e gaoioi electrons i ni saoasaoa maualuga, ma i luga o le toe tuufaatasia ma le atomic nuclei, latou te faamatuu atu le malosi faaopoopo i le tulaga o le maualuga o le emissions, faaalia o photons maualuga-malosi.

O alaleo o nei photons maualuga-maualuga fou ua gaosia o numera numera o le uluai laser frequency, e fausia ai le mea e taʻua o le maualuga o le harmonics, lea o le "harmonics" o loʻo faʻaalia ai ala o loʻo avea ma faʻatelega tuʻufaʻatasi o le uluaʻi taimi. Ina ia maua le lasers attosecond, e tatau ona faamama ma taulaʻi nei harmonics maualuga, filifilia o harmonics maʻoti ma faʻapipiʻi i latou i se nofoaga autu. Afai e mana'omia, e mafai ona fa'apu'upu'u atili le fa'aupuga o le pusi, ma maua mai ai pusi pu'upu'u i le laina attosecond. E manino lava, o le faʻatupuina o lasers attosecond e aofia ai se faiga faʻapitoa ma tele, e manaʻomia ai le maualuga o le tomai faʻapitoa ma meafaigaluega faʻapitoa.

Ina ia faʻamalamalamaina lenei faiga lavelave, matou te ofoina atu se faʻataʻitaʻiga tutusa e faʻavae i faʻaaliga o aso uma:

Fa'aliga Laser Femtosecond Malosi maualuga:

Va'ai faalemafaufau o lo'o i ai se fa'alavelave malosi e mafai ona togi fa'afuase'i ni ma'a i saosaoa tele, e pei o le sao o lo'o fa'atinoina e le malosi o le femtosecond laser pulses.

Mea Fa'atatauga kasa:

Va'ai faalemafaufau i se vai to'afilemu e fa'atusaina ai le kasa o lo'o fa'atatau i mea fa'atatau, lea e fa'atusa ai matāua ta'itasi o le vai le tele o kasa kasa. O le gaioiga o le fa'aosoina o ma'a i totonu o lenei vai o lo'o fa'atusalia ai le a'afiaga o fa'amalosi leisa femtosecond maualuga i luga o mea kasa.

Electron Motion and Recombination (Suiga Fa'aletino):

Pe a a'afia le pa'u leisa femtosecond i kasa kasa i totonu o le kasa mea fa'atatau, o se numera tele o le eletise i fafo e fiafia mo sina taimi i se setete latou te vavae ese mai o latou lava nuclei atomika, fausia ai se tulaga e pei o le plasma. A'o fa'aitiitia le malosi o le faiga (talu ai o pulus laser o lo'o fa'atosinaina, e fa'aalia ai taimi o le fa'amuta), o nei eletise i fafo e toe fo'i atu i lo latou va'aiga o le atomic nuclei, ma tu'u mai ai photons maualuga.

Fa'atupuina le Harmonic Maualuga:

Va'ai faalemafaufau i taimi uma e toe pa'u ai se matāua vai i luga o le vaituloto, e fa'atupu ai galugalu, e pei lava o le maualuga o le harmonics i lasers attosecond. O nei galu e maualuga atu alaleo ma amplitudes nai lo uluai galu na mafua mai le uluai femtosecond leisa pulse. I le faagasologa o le HHG, o se laisa leisa malosi, e pei o le togiina pea o maa, e faamalamalamaina ai se kesi, e pei o le vaituloto. O lenei leisa malosi e fa'aosoina ai eletise i totonu o le kesi, e tutusa ma galu, alu ese mai o latou matua atoma ona tosoina lea i tua. O taimi uma lava e toe fo'i atu ai se eletise i le atoma, e fa'aosoina ai se fa'alava leisa fou ma se fa'alava maualuga, e pei o fa'ata'ita'iga e sili atu ona lavelave.

Filifiliga ma Taulai:

O le tu'ufa'atasia uma o nei fa'alava leisa fa'ato'a fa'atupuina e maua mai ai se fusi o lanu eseese (auala po'o umi galu), o nisi o ia mea e aofia ai le laser attosecond. Ina ia tu'u'ese'ese lapo'a ma alavai fa'apitoa, e mafai ona e fa'afaigaluegaina se faamama fa'apitoa, e pei o le filifilia o galu e mana'omia, ma fa'aaoga se tioata fa'alautele e taula'i atu i se vaega patino.

Pulse Compression (pe a mana'omia):

Afai e te faʻamoemoe e faʻasalalau faʻavavevave ma puʻupuʻu, e mafai ona e faʻavaveina la latou faʻasalalauga e faʻaaoga ai se masini faʻapitoa, faʻaitiitia le taimi e tumau ai taʻitasi. O le fa'atupuina o lasers attosecond e aofia ai se feso'ota'iga lavelave o faiga. Ae peitai, pe a malepe i lalo ma vaʻaia, o le a sili atu ona malamalama.