د 2023 کال د اکتوبر د 3 په ماښام په یوه مهم اعلان کې، د 2023 کال لپاره د فزیک په برخه کې د نوبل جایزه پرانستل شوه، د دریو ساینس پوهانو د پام وړ ونډې په ګوته کوي چې د اټوسیکنډ لیزر ټیکنالوژۍ په ډګر کې د مخکښانو په توګه مهم رول لوبولی دی.

د "اټوسیکنډ لیزر" اصطالح خپل نوم د حیرانتیا وړ لنډ مهال ویش څخه اخیستی چې دا کار کوي، په ځانګړې توګه د اټوسیکنډونو په ترتیب کې، د 10^-18 ثانیو سره مطابقت لري.د دې ټیکنالوژۍ ژور اهمیت درک کولو لپاره، د هغه څه بنسټیز پوهاوی چې د اټوسیکنډ نښه کوي خورا مهم دی.اټوزیکنډ د وخت د دقیقې واحد په توګه ولاړ دی چې د یوې ثانیې په پراخه شرایطو کې د ثانیې ملیاردونه برخه جوړوي.د دې په نظر کې نیولو سره، که موږ یوه ثانیه د لوړ غره سره پرتله کړو، نو یوه ثانیه به د غره په پای کې د شګو د یوې دانه سره ورته وي.په دې لنډمهاله لنډمهاله وقفه کې، حتی رڼا کولی شي په سختۍ سره د انفرادي اتوم د اندازې سره مساوي واټن تیر کړي.د اټوسیکنډ لیزرونو کارولو له لارې، ساینس پوهان د اتومي جوړښتونو دننه د الکترونونو پیچلي متحرکاتو د څیړلو او سمبالولو لپاره بې ساري وړتیا ترلاسه کوي، د سینما په ترتیب کې د فریم په واسطه د فریم سست حرکت بیا پیلولو ته ورته دی، په دې توګه د دوی متقابل عمل ته وده ورکوي.

Attosecond لیزرونهد ساینس پوهانو لخوا د پراخو څیړنو او ګډو هڅو پایله استازیتوب کوي، چا چې د الټرا فاسټ لیزرونو جوړولو لپاره د غیر خطي نظري اصولو څخه کار اخیستی دی.د دوی راتګ موږ ته د اتومونو، مالیکولونو او حتی الکترونونو دننه په جامد موادو کې د متحرک پروسو د مشاهدې او سپړنې لپاره یو نوښتګر ځای چمتو کړی دی.

د اتوسیکنډ لیزرونو ماهیت روښانه کولو او د دودیز لیزرونو په پرتله د دوی غیر دودیز ځانګړتیاو تعریف کولو لپاره ، دا اړینه ده چې د دوی طبقه بندي په پراخه "لیزر کورنۍ" کې وپلټئ.د طول موج په واسطه طبقه بندي کول په عمده توګه د الټرا وایلیټ څخه تر نرم ایکس رې فریکونسیو پورې د اټوسیکنډ لیزرونو پورې اړه لري، چې د دودیزو لیزرونو په مقابل کې د دوی د پام وړ لنډ طول موجونه په ګوته کوي.د محصول د موډلونو له مخې، د اتوسیکنډ لیزرونه د نبض شوي لیزرونو کټګورۍ کې راځي، چې د دوی د نبض خورا لنډې مودې لخوا مشخص شوي.د روښانتیا لپاره مشابهت رامینځته کولو لپاره ، یو څوک کولی شي د دوامداره څپې لیزرونه د فلش لائټ په څیر تصور کړي چې د دوامداره رڼا خپروي ، پداسې حال کې چې نبض شوي لیزرونه د سټروب ر lightا سره ورته دي ، د روښانتیا او تیاره دورې ترمینځ په چټکۍ سره بدلیږي.په لنډه توګه، د اټوسیکنډ لیزرونه د روښانتیا او تیاره کې د سپیڅلي چلند ښکارندوی کوي، بیا هم د دوو دولتونو تر منځ د دوی لیږد په حیرانتیا سره تیریږي، د اټوسیکنډ ساحې ته رسیږي.

د بریښنا لخوا نور کټګوري لیزرونه په ټیټ بریښنا ، متوسط ​​​​بریښنا او لوړ بریښنا بریکٹونو کې ځای په ځای کوي.د اټوسیکنډ لیزرونه د دوی د خورا لنډ نبض دورې له امله لوړ لوړ ځواک ترلاسه کوي ، په پایله کې د څرګند لوړ ځواک (P) - په هر واحد وخت کې د انرژي شدت (P=W/t) په توګه تعریف شوی.که څه هم د انفرادي اتوسیکنډ لیزر نبض ممکن په استثنایی ډول لوی انرژي (W) ونه لري ، د دوی لنډ لنډ لنډمهاله حد (t) دوی ته د لوړ لوړ ځواک سره ورکوي.

د غوښتنلیک ډومینونو په شرایطو کې، لیزرونه د صنعتي، طبي، او ساینسي غوښتنلیکونو په شمول د سپیکٹرم پراخوي.Attosecond لیزرونه په ابتدايي توګه د ساینسي څیړنو په ساحه کې خپل ځای پیدا کوي، په ځانګړې توګه د فزیک او کیمیا په ډومینونو کې د ګړندۍ وده کونکي پیښې سپړنه کې، د مایکروکوسمیک نړۍ ګړندۍ متحرک پروسو ته یوه کړکۍ وړاندې کوي.

د لیزر میډیم لخوا طبقه بندي لیزرونه د ګاز لیزرونو ، جامد حالت لیزرونو ، مایع لیزرونو او سیمی کنډکټر لیزرونو په توګه تشریح کوي.د اتوسیکنډ لیزرونو نسل عموما د ګاز لیزر میډیا پورې تړلی دی، د لوړ ترتیب هارمونیکونو رامینځته کولو لپاره غیر خطي نظری اغیزو پانګونه کوي.

په لنډیز کې، د اټوسیکنډ لیزرونه د لنډ نبض لیزرونو یو ځانګړی ټولګی تشکیلوي، چې د دوی د غیر معمولي لنډ نبض دوره کې توپیر لري، په عمومي ډول په اټوسیکنډونو کې اندازه کیږي.د پایلې په توګه، دوی په اتومونو، مالیکولونو، او جامد موادو کې د الکترونونو الټرا فاسټ متحرک پروسو د څارنې او کنټرول لپاره اړین وسایل ګرځیدلي دي.

د اتوسیکنډ لیزر تولید پراخه پروسه

د Attosecond لیزر ټیکنالوژي د ساینسي نوښت په سر کې ولاړه ده، د دې نسل لپاره په زړه پورې سخت شرایطو کې ویاړ کوي.د اتوسیکنډ لیزر نسل د پیچلتیاو روښانه کولو لپاره، موږ د هغې د اصلي اصولو په لنډه توضیح سره پیل کوو، وروسته له دې چې د ورځني تجربو څخه ترلاسه شوي روښانه استعارونه تعقیب کړو.هغه لوستونکي چې د اړونده فزیک په پیچلتیاو کې نه پوهیږي نا امیدي ته اړتیا نلري ، ځکه چې راتلونکي استعارات د اټوسیکنډ لیزرونو بنسټیز فزیک د لاسرسي وړ وړاندې کول دي.

د اتوسیکنډ لیزرونو د تولید پروسه اساسا په هغه تخنیک تکیه کوي چې د لوړ هارمونیک نسل (HHG) په نوم پیژندل کیږي.لومړی، د لوړ شدت فیمټوسیکنډ (10^-15 ثانیو) لیزر نبض بیم په کلکه په ګازي هدف موادو باندې متمرکز دی.دا د یادولو وړ ده چې د فیمټوسیکنډ لیزرونه، د اټوسیکنډ لیزرونو سره ورته دي، د لنډ نبض دورې او لوړ لوړ ځواک درلودلو ځانګړتیاوې شریکوي.د شدید لیزر ساحې د نفوذ لاندې، د ګاز اتومونو کې الکترونونه په لنډ وخت کې د خپل اټومي نیوکلی څخه آزاد کیږي، په لنډ وخت کې د وړیا الکترون حالت ته ننوځي.لکه څنګه چې دا الیکترونونه د لیزر ساحې په ځواب کې حرکت کوي، دوی بالاخره بیرته راستانه کیږي او د خپل اصلي اټومي نیوکلی سره یوځای کیږي، د نوي لوړ انرژي حالتونه رامینځته کوي.

د دې پروسې په جریان کې، الکترونونه په خورا لوړ سرعت حرکت کوي، او د اټومي نیوکلی سره بیا یوځای کیدو سره، دوی اضافي انرژي د لوړ هارمونیک اخراج په بڼه خوشې کوي، د لوړ انرژی فوټونونو په توګه څرګندیږي.

د دې نوي تولید شوي لوړ انرژی فوټونونو فریکونسۍ د اصلي لیزر فریکونسۍ انټيجر ضربان دي، کوم چې د لوړ ترتیب هارمونیک په نوم یادیږي، چیرته چې "هارمونیک" فریکونسۍ په ګوته کوي چې د اصلي فریکونسۍ ضمیمه ضربان دي.د اټوسیکنډ لیزرونو ترلاسه کولو لپاره، دا اړینه ده چې دا لوړ ترتیب هارمونیکونه فلټر او تمرکز وکړي، ځانګړي هارمونیکونه غوره کړي او په مرکزي نقطه یې تمرکز وکړي.که وغواړي، د نبض کمپریشن تخنیکونه کولی شي د نبض موده نوره هم لنډه کړي، د اتو ثانیو په حد کې خورا لنډ نبضونه تولیدوي.په ښکاره ډول، د اتوسیکنډ لیزرونو نسل یو پیچلي او څو اړخیزه پروسه جوړوي، د لوړې کچې تخنیکي وړتیا او ځانګړي تجهیزاتو غوښتنه کوي.

د دې پیچلې پروسې د له مینځه وړلو لپاره، موږ په ورځني سناریو کې یو استعاره موازي وړاندې کوو:

د لوړ شدت Femtosecond لیزر دالونه:

د یو استثنایی ځواکمن کیټپلټ درلودو تصور وکړئ چې په سمدستي توګه په لوی سرعت سره د تیږو د وهلو توان لري، د لوړ شدت فیمټوسیکنډ لیزر نبض لخوا لوبول شوي رول ته ورته دی.

ګازي هدف مواد:

د اوبو یو آرامه بدن انځور کړئ چې د ګازي هدف لرونکي موادو سمبول دی، چیرې چې د اوبو هر څاڅکي د بې شمیره ګاز اتومونو استازیتوب کوي.د اوبو دې بدن ته د تیږو د حرکت کولو عمل په ورته ډول په ګازي هدف لرونکي موادو باندې د لوړ شدت فیمټوسیکنډ لیزر نبض اغیزې منعکس کوي.

د الکترون حرکت او بیا یوځای کول (په فزیکي توګه ویل شوي لیږد):

کله چې د فیمټوسیکنډ لیزر نبض د ګازي هدف لرونکي موادو دننه د ګاز اتومونو اغیزه کوي، د پام وړ شمیر خارجي الکترونونه د وخت په تیریدو سره یو داسې حالت ته جذبیږي چیرې چې دوی د خپل اټومي نیوکلی څخه جلا کیږي، د پلازما په څیر حالت جوړوي.لکه څنګه چې د سیسټم انرژي بیا وروسته کمیږي (ځکه چې د لیزر نبضونه په طبیعي ډول نبض کیږي، د وقفې وقفې ځانګړتیاوې لري)، دا بهرنۍ الکترون د اټومي نیوکلی شاوخوا شاوخوا ته راستنیږي، د لوړ انرژی فوټونز خوشې کوي.

لوړ هارمونیک نسل:

تصور وکړئ هرکله چې د اوبو څاڅکي بیرته د جهيل سطح ته راښکته شي ، دا د اتوسیکنډ لیزرونو کې د لوړ هارمونیک په څیر څپې رامینځته کوي.دا ریپلونه د اصلي ریپلونو په پرتله لوړ فریکونسۍ او amplitudes لري چې د لومړني فیمټوسیکنډ لیزر نبض له امله رامینځته کیږي.د HHG پروسې په جریان کې، یو پیاوړی لیزر بیم، چې په دوامداره توګه د تیږو وهلو ته ورته دی، د ګاز هدف روښانه کوي، د جهيل سطح ته ورته وي.دا شدید لیزر فیلډ په ګاز کې الکترونونه هڅوي، د څپو سره ورته، د دوی د اصلي اتومونو څخه لیرې او بیا یې بیرته راګرځوي.هرکله چې یو الکترون اتوم ته راستون شي، نو دا د لوړې فریکونسۍ سره یو نوی لیزر بیم خارجوي، د ډیرو پیچلو ریپل نمونو سره ورته.

فلټر کول او تمرکز کول:

د دې ټولو نوي تولید شوي لیزر بیمونو سره یوځای کول د مختلف رنګونو (فریکونسۍ یا څپې طول) طیف رامینځته کوي ، چې ځینې یې د اټوسیکنډ لیزر تشکیلوي.د ځانګړو تودوخې اندازو او فریکونسۍ جلا کولو لپاره، تاسو کولی شئ یو ځانګړی فلټر وکاروئ، د غوښتل شوي ریپلونو غوره کولو په څیر، او د میګنیفاینګ شیشې کاروئ ترڅو دوی په ځانګړې ساحه کې تمرکز وکړي.

د نبض کمپریشن (که اړتیا وي):

که تاسو موخه لرئ چې د توپانونو ګړندي او لنډ تبلیغ وکړئ، تاسو کولی شئ د ځانګړي وسیلې په کارولو سره د دوی تکثیر ګړندی کړئ، د هر څپې د دوام وخت کم کړئ.د اتوسیکنډ لیزرونو نسل د پروسې پیچلي تعامل لري.په هرصورت، کله چې مات شي او لیدل کیږي، دا نور د پوهیدو وړ کیږي.