Einstaktofurhraður leysirannar hluti
Dreifing og púlsdreifing: Dreifing hópseinkunar
Ein af erfiðustu tæknilegu áskorununum sem koma upp við notkun ofurhraðra leysigeisla er að viðhalda lengd ofurstuttu púlsanna sem upphaflega eru sendir frá sér.leysirOfurhraðir púlsar eru mjög viðkvæmir fyrir tímaröskun, sem gerir þá lengri. Þessi áhrif versna eftir því sem upphafspúlsinn styttist. Þó að ofurhraðir leysigeislar geti gefið frá sér púlsa sem eru 50 sekúndna langir er hægt að magna þá í tíma með því að nota spegla og linsur til að senda púlsinn á markstaðinn, eða jafnvel bara senda hann í gegnum loftið.
Þessi tímaröskun er magngreind með mælikvarða sem kallast hópseinkað dreifing (e. group delayed dispersion (GDD), einnig þekkt sem annars stigs dreifing). Reyndar eru einnig til hærri stigs dreifingarliðir sem geta haft áhrif á tímadreifingu öfgafjarlægðarleysipúlsa, en í reynd er venjulega nóg að skoða bara áhrif GDD. GDD er tíðniháð gildi sem er línulega í réttu hlutfalli við þykkt tiltekins efnis. Sendingarljósfræði eins og linsa, gluggar og hlutgler hafa yfirleitt jákvæð GDD gildi, sem bendir til þess að þegar púlsarnir eru þjappaðir geta þeir gefið sendisljósfræðinni lengri púlslengd en þeir sem sendar eru frá ...leysikerfi. Íhlutir með lægri tíðni (þ.e. lengri bylgjulengdir) breiðast hraðar út en íhlutir með hærri tíðni (þ.e. styttri bylgjulengdir). Þegar púlsinn fer í gegnum meira og meira efni, mun bylgjulengdin í púlsinum halda áfram að teygjast lengra og lengra í tíma. Fyrir styttri púlslengdir, og þar af leiðandi breiðari bandvídd, eru þessi áhrif enn frekar ýkt og geta leitt til verulegrar röskunar á púlstíma.
Ofurhröð leysigeislaforrit
litrófsgreining
Frá tilkomu hraðvirkra leysigeisla hefur litrófsgreining verið eitt af helstu notkunarsviðum þeirra. Með því að stytta púlslengdina niður í femtósekúndur eða jafnvel attósekúndur er nú hægt að ná fram kraftmiklum ferlum í eðlisfræði, efnafræði og líffræði sem sögulega voru ómöguleg að fylgjast með. Eitt af lykilferlunum er hreyfing frumeinda og athuganir á hreyfingu frumeinda hafa bætt vísindalegan skilning á grundvallarferlum eins og sameindasveiflum, sameindasundrun og orkuflutningi í ljóstillífandi próteinum.
lífmyndgreining
Hámarksafls ofurhraðvirkir leysir styðja ólínuleg ferli og bæta upplausn fyrir líffræðilega myndgreiningu, svo sem fjölfótónasmásjá. Í fjölfótónakerfi, til þess að mynda ólínulegt merki frá líffræðilegu miðli eða flúrljómandi skotmarki, verða tvær ljóseindir að skarast í tíma og rúmi. Þessi ólínulegi aðferð bætir upplausn myndgreiningar með því að draga verulega úr bakgrunnsflúrljómunarmerkjum sem hrjá rannsóknir á einnifótóna ferlum. Einfaldaða bakgrunnsmerkið er sýnt. Minna örvunarsvæðið í fjölfótónasmásjánni kemur einnig í veg fyrir ljóseiturverkanir og lágmarkar skemmdir á sýninu.
Mynd 1: Dæmi um skýringarmynd af geislaleið í tilraun með fjölfótóna smásjá
Vinnsla á leysiefni
Ofurhraðir leysigeislar hafa einnig gjörbylta örvinnslu leysigeisla og efnisvinnslu vegna einstakrar samskipta örstuttra púlsa við efni. Eins og áður hefur komið fram, þegar rætt er um LDT, er lengd örhraðra púlsa hraðari en tímakvarðinn sem varmadreifing inn í grind efnisins tekur. Ofurhraðir leysigeislar framleiða mun minna hitaáhrifasvæði en...nanósekúndupúlsleysir, sem leiðir til minni skurðartaps og nákvæmari vinnslu. Þessi meginregla á einnig við um læknisfræðilegar notkunarmöguleika, þar sem aukin nákvæmni öfgaskurðar með leysigeislaskurði hjálpar til við að draga úr skemmdum á nærliggjandi vef og bætir upplifun sjúklinga meðan á leysigeislaskurðaðgerð stendur.
Attósekúndupúlsar: framtíð ofurhraðra leysigeisla
Þar sem rannsóknir halda áfram að þróa hraðvirka leysigeisla eru nýjar og betri ljósgjafar með styttri púlslengd í þróun. Til að fá innsýn í hraðari eðlisfræðileg ferli einbeita margir vísindamenn sér að myndun attósekúndupúlsa – um 10-18 sekúndur á bylgjulengdarsviði útfjólubláa geislunar (XUV). Attósekúndupúlsar gera kleift að fylgjast með hreyfingu rafeinda og bæta skilning okkar á rafeindabyggingu og skammtafræði. Þó að samþætting XUV attósekúnduleysigeisla í iðnaðarferli hafi enn ekki náð verulegum árangri, munu áframhaldandi rannsóknir og framfarir á þessu sviði næstum örugglega ýta þessari tækni út úr rannsóknarstofunni og inn í framleiðslu, eins og hefur verið raunin með femtósekúndu- og píkósekúnduleysigeisla.leysigeislagjafar.
Birtingartími: 25. júní 2024