Недавно је Државна кључна лабораторија за ласерску физику јаког поља на Шангајском институту за оптику и прецизне машине (СИПМ) Кинеске академије наука (ЦАС) постигла нови напредак у генерисању краткоталасних инфрацрвених вртложних импулса на тераватном циклусу. Истраживачки тим је комбиновао нову технику модулације оптичког поља са оптичким параметарским чирпираним импулсним појачавањем (ОПЦПА) да би се реализовао високоенергетски вртложни ласерски излаз. На основу технике посткомпресије каскадног танкослојног нелинеарног импулса, по први пут је реализован излаз краткоталасних инфрацрвених вртложних импулса на скали тераватног периода. Резултати су објављени у Ултрафаст Сциенце под насловом "Тераватт-Цласс Фев-Цицле Схорт-Ваве Инфраред Вортек Ласер".
Вртложна светлост је просторно структуиран сноп са спиралним таласним фронтом, који се широко користи у квантним информацијама, микроскопији супер-резолуције и оптичким пинцетама због своје тороидалне расподеле просторног интензитета и његове карактеристике преношења орбиталног угаоног момента. Поред тога, спајање орбиталног угаоног момента у ултра-интензивне ултракратке ласере може пружити моћну техничку подршку и потпуно нова експериментална средства за физику јаког поља вртлога и нелинеарне вртложне феномене. Вртложни ласери скале периода високог интензитета имају широк спектар примена у покретању снопа вртложних честица и секундарног зрачења (нпр. изоловани атосекундни оптички вртлози, терахерцни вртлози). Међутим, генерисање ултракратких вртложних импулса високог интензитета је још увек у фази истраживања због потешкоћа у одржавању структуре вртложне фазе за ласерско појачање и компресију.
Сл. 1 Дијаграм експерименталног подешавања
Слика 2 (а, ц, е) Мапе вортекс спотова првог, другог и трећег реда појачаног излаза ОПЦПА; (б, д, ф) Фокалне траке сочива стуба вртложног снопа.
У овој студији, истраживачи су реализовали високоенергетски вортекс ласерски излаз од 1,45 μм комбиновањем просторне фазне модулације са ОПЦПА техником и верификовали стабилност преноса излазног вртложног ласера у свемиру. Засновано на каскадној техници пост-пулсне компресије на тераватној скали, краткоталасни инфрацрвени вртложни импулсни излаз краткоталасног инфрацрвеног вртлога од 13,7 мЈ/10,59 фс је по први пут реализован без уништавања структуре вртложне фазе. Ова шема може пружити техничку подршку за нелинеарне феномене Вортек и пружити основу за истраживање ултрафаст орбиталне угаоне физике на угаони замах.
Слика 3 Мерење у временском домену компримованог вртложног импулса
