Femtosekunden-laserpointer katze verstärkt durch Chirp-Impulsverstarkung

Wir berichten über einige interessante Phänomene in der Fokussierung und Streuung von laserpointer 1mw im freien Raum, die Einblicke in die intensive Laser-Plasma-Wechselwirkungen liefern. Das Streubild im Fernfeld wird analysiert, und die Verbindung mit der beobachteten Struktur des Plasmas im Fokus wird diskutiert. Wir erklären die physikalischen Mechanismen, die hinter den Veränderungen in der bunten und verwickelten Bild gebildet, indem aus dem Plasma für unterschiedliche Kompressionen Streuung sowie Orientierungen der plankonvexen Linse. Die Laserleistung zeigt keine signifikanten Auswirkungen auf die Bilder. Die Pulswiederholrate oberhalb von 500 Hz beeinflussen können das Bild durch langsame Dynamik Das Spektrum jeder Farbe im Bild zeigt Schwingungsspitzen aufgrund von Störungen der verzögerten Impuls, der mit der Plasmalänge korrelieren. Spektrallinien von Atomarten identifiziert und neue Spitzen werden durch das weiße Licht, das von dem Plasma-Punkt emittiert beobachtet. Wir finden, dass ein Ar-Gasstrahl das weiße Licht der Plasma-Punkt aufhellen können und hochauflösende spektralen Spitzen erzeugen. Die komplizierte Bild gefunden wird äußerst empfindlich sein, und dies ist nützlich für Anwendungen in der Sensorik mikroskaligen Objekten.

Femtosekunden-Laserpulse verstärkt durch Chirp-Impulsverstärkung (CPA) Technik in Ti: Sa-System verfügt über ausreichend Kraft und Intensität atomaren und molekularen Gasen durch Multiphotonen- und Tunnelbau Ionisationsprozesse zu ionisieren, trotz seiner festen zentralen Wellenlänge λ = 800 nm bei nahen Infrarot-Bereich. Wenn durch eine Linse vorbei, erzeugen die Impulse Plasma und weißes Licht um den Fokus. Wir denken, dass Femtosekundenlaserpulse in die Luft fokussiert ist trivial und unattraktiv aufgrund der einfachen Einrichtung. Eigentlich gibt es reiche physikalische Prozesse aufgrund eines extrem hohen elektrischen Feld nehmen. Multiphotonen -Ionisierung oder Tunneln (oder beide) der Stickstoff- und Sauerstoffatome erfolgt, zur Schaffung eines Plasmakerns führt, und einem konischen Abschnitt mit mehreren Farben.

Mehrere Gruppen haben dieses Phänomen im Laufe der Jahre untersucht. Verwendung Femtosekundenlaser S L Chin gefunden spektrale Verschiebung und das Profil, der auf der Fokussierungsweite einer Linse und Ausbreitungs distance2 abhängen. Die gleiche Gruppe festgestellt, dass schwach / lang Fokussierung kann eine schwache Plasmasäule schaffen, während enge Fokussierung eine starke Plasmabereich und die Unterdrückung von filamentation3 schafft. Breakup von Femtosekunden-Puls und Selbst in einem sehr engen Strahlfokussierung haben found4 gewesen. Vor kurzem wurden ähnliche Ergebnisse durch geringfügiges Neigen der Linse mit der entsprechenden Spektren auf dem Aufbrechen des Impulses in zwei konische Abschnitte berichtet, die durch den fokussierten SPOT5 gebeugt von der Position der Impulse abhängt. Die Selbstfokussierung ultraschnellen Ti: Saphir-laserpointer 30000mW in der Luft und Gas kann auch Plasmasäule, bestehend aus hoch angeregten Ionen erzeugen, wodurch nützliche Photoemissionsspektren von atomaren und molekularen species6 bereitstellt. Hoch harmonic generation (HHG) 7 mit einem breiten Bereich von Frequenzen über den optischen Bereich erstreckt, um Laserintensität höher als 1014 W / cm2 auftreten kann.

Hier untersuchen wir die Spektren von weißem Licht erzeugt von einem fokussierten Femtosekundenlaserpulsen in die Luft. Der zugrunde liegende Mechanismus eines einzelnen Pulses kann von laserpointer stark-Emissionsspektrometrie (LIBS) 8, aber vielleicht nicht die Folge von Impulsen mit 1 kHz verschieden sein. Der Laser-Plasma-Wechselwirkung Verfahren stellt eine potenziell wichtige spektroskopische Verfahren, bei dem eine Plasmasäule in dem Brennpunkt in einem Gas durch direkte Photoionisation erzeugt wird, also Spektren mit kleineren Linienverbreiterung und einem niedrigen Niveau von Kontinuum erzeugen. Wir zeigen einige interessante Ergebnisse in den Spektren, die uns ermöglichen, die molekularen Spezies in der Luft zu erkennen. Durch die Übergabe durch einen Ar-Gasstrahl, untersuchen wir die Veränderungen der spektralen Peaks und die Anwesenheit von neuen Verbindungen in Wechselwirkung mit Argongas .

Wenn der Femtosekundenlaserstrahl mit hoher Kompression, die durch eine Linse fokussiert wird, schmaler Plasmakanal im Fokus in der Luft erzeugt, die auf dem Bildschirm ein kompliziertes und buntes Bild streut. Dies wird durch einen lauten hohen Tonlage Sound im Plasma aufgrund Schockwelle begleitet, wie Atome / Moleküle heftig zerrissen in Atome / Ionen. Der Ton nimmt mit geringerer Verdichtung.