Fyrir um 10 árum kynntu vísindamenn frá háskólanum í Lundi og háskólanum í Porto tæki til að mæla lengd púls á ofurhröðum leysigeislum. Sama teymi hefur nú náð bylting sem gerir kleift að mæla einstaka leysipúlsa á breiðari færibreytusviði í þéttari uppsetningu.
"Núverandi staðlaðar mælingar fyrir femtósekúndu leysira, sem venjulega eru notaðar í iðnaði og læknisfræði, gefa aðeins mat á lengd púls. Nálgun okkar gefur fullkomnari mælingu og getur stuðlað að því að losa um alla möguleika ofurhraðrar leysitækni," segir Daniel Díaz Rivas, doktorsnemi í atómeðlisfræði við Háskólann í Lundi.
Hugmyndin um femtósekúndu púls er erfitt að átta sig á fyrir flest okkar. Samt eru þeir notaðir fyrir margs konar hversdagslega notkun, allt frá augnskurðaðgerðum til ör-vinnslu í iðnaði. Mjög stuttir leysirpúlsar geta jafnvel rannsakað hröðustu ferla náttúrunnar, eins og orkuflutning í ljóstillífun og rafeindavirkni.
Jafnvel þar sem þeir hafa verið notaðir í auknum mæli, er nákvæm mæling á lögun og lengd púlsanna erfið verkefni. Raftæki eru of hæg og þess vegna hafa vísindamenn snúið sér að sjónrænum aðferðum.
Núverandi aðferðir eru takmarkaðar
Hins vegar þurfa þessar tegundir sjóntækni venjulega margar mælingar í skönnunaröð. Þetta gerir þá óhentuga til að fanga einstaka púls í rauntíma.
Einstaklings-útgáfur hafa komið fram til að einkenna mjög stutta púls sem almennt eru notaðir í grundvallarvísindum-en glíma við lengri púls sem eru algengari í iðnaði og læknisfræði. Takmarkanirnar eru tengdar því hversu flókið það er að teygja púlsana nægilega í fyrirferðarlítilli sjónuppsetningu.
Glæsileg lausn kemur í ljós
Vísindamenn við háskólann í Lundi hafa nú þróað þétta og glæsilega leið til að teygja ofurhraða leysirpúlsa með einfaldri sjónreglu. Rannsóknin er birt í tímaritinuOptica.
Með því að senda pússaðan leysigeisla í gegnum diffraktionsrist-hluta sem aðskilur ljósið í liti þess-og mynda ristina með blöndu af linsum, geta þeir nákvæmlega stjórnað púlslengdinni yfir leysigeislann.
Þessi nálgun gerir kleift að lengja femtósekúndu púls meira en tífaldast í samsettri sjónuppsetningu.
Þetta gerir fulla persónusköpun kleift í einni mynd, án þess að þörf sé á for-sjónaþáttum. Niðurstaða þessarar vinnu er fjölhæf tækni sem getur virkað í púlslengd á bilinu frá nokkrum femtósekúndum til hundruða, og nær þannig yfir vísinda-, iðnaðar- og læknisfræðilegar notkunir. Það opnar dyrnar að rauntíma vöktun á einstökum púlsum, eitthvað sem áður var óaðgengilegt fyrir marga leysipalla.
Horft fram á við
Fyrir utan púlsgreiningu er hægt að beita þessari sjónrænu meginreglu til að móta tímabundna eiginleika ljóspúlsa og kanna mismunandi leiðir til að rannsaka ljós-efnisvíxlverkun.
„Þar sem ofurhraðir leysir halda áfram að knýja fram nýsköpun í vísindum og tækni, munu verkfæri eins og þessi vera lykillinn að því að ýta á mörk nákvæmni og skilnings,“ segir Cord Arnold, dósent í atómeðlisfræði við háskólann í Lundi.
