Augstas-enerģijas-cikla femtosekundes lāzeriem ir nozīmīga pielietojuma vērtība spēcīgos-lauka fizikas pētījumos. Koherenta stara apvienošanas tehnoloģija ir viens no tiešākajiem un efektīvākajiem risinājumiem šādu lāzeru enerģijas palielināšanai. Tomēr dažiem-cikla femtosekundes impulsiem piemīt unikālas laika īpašības, un to saskaņotās kombinācijas efektivitāte un stabilitāte ir pakļauta traucējumiem, ko rada atšķirības nesēja-apvalks fāzē (CEP) starp stariem un laika nervozitāti. Tāpēc šo divu faktoru mērīšana un kontrole ir būtiska, lai panāktu stabilu un efektīvu saskaņotu staru kūļa apvienošanu.
Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas Šanhajas Optikas un smalkās mehānikas institūta (SIOM) pētnieki ir guvuši panākumus starpstaru CEP mērīšanā un kontrolēšanā un laika trīcēšanā, lai saskaņotu staru kombinētu dažu -cikla femtosekundes lāzeru. Lai panāktu vienlaicīgu staru starpstaru CEP atšķirības un laika nervozitātes mērījumus, pētnieki ierosināja uz spektrāliem traucējumiem- balstītu fāzes pielāgošanas metodi, izmantojot kvadrātiskās funkcijas simetrijas asi. Šī metode ļauj ātri kalibrēt starp-staru laika trīci starp diviem dažiem-ciklu femtosekundes lāzera stariem, vienlaikus iegūstot CEP fāzes atšķirību, ļaujot vienlaikus mērīt abus parametrus. Teorētiskā analīze liecina, ka šī mērīšanas metode var sasniegt laika izšķirtspēju desmitiem attosekundes un CEP fāzes mērījumu precizitāti desmitiem miliradiānu.
Pamatojoties uz šo mērīšanas metodi, pētnieki izveidoja saskaņotu staru kūļa apvienošanas sistēmu dažiem{0}}cikla femtosekundes lāzeriem, izmantojot titāna-safīra režīma-bloķētu femtosekundes lāzeru. Viņi ieviesa slēgtas-cilpas atgriezeniskās saites vadību divu lāzera impulsu staru starp-staru CEP atšķirībai un laika sinhronizācijas nervozitātei un panāca tālu-lauka koherentu staru kombināciju no diviem dažiem-cikla femtosekundes lāzera stariem, izmantojot flīžu apertūras konfigurāciju. Pētījums parādīja, ka, ja ir iespējota slēgtās cilpas vadība, starpstaru laika svārstību{10}}standarta novirze tika kontrolēta 42 attosekundēs. Vienlaikus, pielāgojot starpstaru CEP starpību uz 0 mrad, tālā lauka koherentās kombinācijas efektivitāte sasniedza 98,5%. Turklāt pētnieki eksperimentāli demonstrēja atšķirības tālās-lauka traucējumu malās un apvienoja efektivitāti, jo starpstaru CEP starpība tika nepārtraukti koriģēta π diapazonā, apstiprinot sistēmas spēju izmērīt un kontrolēt laika sinhronizāciju un starpstaru CEP atšķirību.
Pēc tam pētnieki plāno palielināt dažu -cikla femtosekundu lāzera staru skaitu un pielietot šo mērīšanas tehnoloģiju staru starpstaru CEP mērīšanai un laika sinhronizācijai vairāku-ciklu femtosekundu impulsu staru skaitam, tādējādi nodrošinot tehnisko atbalstu augstas-enerģijas mazu ciklu lāzeru{{4}.
Saistītie pētījumu rezultāti ir publicēti izdevumā High Power Laser Science and Engineering ar nosaukumu "Vienlaicīga laika un nesēja{0}}apvalka fāzes sinhronizācijas realizācija īpaši-intensīvai dažu ciklu- lāzerimpulsu koherentai kombinēšanas sistēmai." Pētījums saņēma atbalstu no Ķīnas Nacionālā dabaszinātņu fonda, Ķīnas Zinātnes un tehnoloģiju ministrijas un Ķīnas Zinātņu akadēmijas.