Konferencijoje dalyvavusi FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Kieto kūno lazerių laboratorijos inžinierė Augustė Černeckytė gavo mokslinio žurnalo „Applied Sciences“ apdovanojimą ir piniginį prizą už geriausią žodinį pranešimą lazerių sekcijoje.

 

Sveikiname kolegę ir labai džiaugiamės!

 

 

 

„Augustė nepaliauja mūsų stebinti, – teigia FTMC Kieto kūno lazerių laboratorijos vadovas dr. Aleksej Rodin. – Tai jau ne pirmas jos apdovanojimas, nes ankstesnis buvo įteiktas jaunųjų mokslininkų konferencijoje „Open Readings 2023“. Tačiau tai pirmoji jos sėkmė tarptautinėje arenoje, kur Augustė, kaip jauniausia dalyvė, varžėsi tiek su doktorantais, tiek su patyrusiais pasaulio mokslininkais, dirbančiais optikos ir lazerių srityje.“

 

Jaunosios fizikės tyrimų laukas – ultratrumpieji lazeriai. Šis apibūdinimas labai taiklus – nes savo pranešime ji pristatė 1 mikrometro (vienos tūkstantosios milimetro dalies) bangos ilgio pikosekundinio (vienos bilijoninės sekundės dalies!) lazerio spektro plėtimą vandenilyje taikant netiesinį reiškinį – rotacinę priverstinę Ramano sklaidą (SRS).

 

Kas tai yra?

 

 

 

„Lazerio spektro plėtimas yra svarbus įvairiems taikymams: su platesniu spektru galima pasiekti trumpesnes šviesos impulsų trukmes, o tolimesnių bangos ilgių ultratrumpieji lazeriai gali būti pritaikyti atosekundžių generavimui, terahercų generavimui ar dalelių greitinimui“, – pasakoja Augustė. Priminsime, kad 2023 m. už atosekundinių lazerių vystymą užsienio mokslininkai gavo Nobelio fizikos premiją, o į vieną sekundę tilptų kvintilijonas (vienetas su 18 nulių) atosekundžių!

 

Nors priverstinė Ramano sklaida pastebėta jau daugiau nei prieš 60 metų, ji įdomi iki šiol, ir dar ne viskas yra ištyrinėta. Mūsų tyrimo metu pavyko pasiekti 52 proc. rotacinės SRS keitimo efektyvumą. Tuo tarpu plačiai naudojamos technologijos OPCPA (optinio parametrinio čirpuotų impulsų stiprintuvo) keitimo efektyvumas paprastai siekia vos apie 15 proc.

 

Tyrimo metu gautas artimojo infraraudonųjų spindulių (IR) ruožo spektras yra platus, o kuo platesnis spektras – tuo trumpesnė gali būti lazerinio impulso trukmė. Mūsų spektras turi kompresijos perspektyvų net iki 14 femtosekundžių (femtosekundė yra tūkstantį trilijonų kartų trumpesnė už sekundę)! Kodėl tai svarbu? Nes šiuo metu lazeristai visame pasaulyje domisi įvairiais būdais, kaip efektyviai pasiekti impulsų trukmes, trumpesnes nei 20 femtosekundžių.

 

Visgi, kaip ir minėjau šiuo metu yra aktualiau trumpus impulsus pasiekti dar tolimesniame spektro ruože. Taigi tą šiuo metu ir darome – jau minėtą SRS reiškinį sujungus su OPCPA technologija siekiame ilgesnių bangos ilgių jau viduriniojo IR spektro ruože iki 3,5 mikrometrų (beje, žmogaus akis mato tik iki 0,7 mikrometro)“, – pasakoja FTMC inžinierė.

 

 

 

Šių metų sausį bakalauro diplomą gavusi A. Černeckytė kartu su savo kolegomis iš Kieto kūno lazerių laboratorijos jau paskelbė 2 mokslinius straipsnius aukšto lygio tarptautiniuose žurnaluose ir 14 konferencijų tezių. O laisvu nuo darbo laiku ji jodinėja ir groja fortepijonu bei vargonais.

 

Augustės praktikos darbo vadovai – dr. Aleksej Rodin ir dr. Paulius Mackonis. Kartu su kolegomis fizikė planuoja tęsti pradėtus tyrimus ir pasiekti dar neregėtų smailinių galių:

 

„Smailinė galia – tai didžiausia momentinė galia, kurią lazeris pasiekia impulso metu. Mes siekiame teravatinių (TW) galių. Kad būtų lengviau suprasti, kas yra TW galia, galima pasinaudoti pavyzdžiu: tipinės lazerinės rodyklės (kurios būna rašiklio antgalyje) galia siekia milivatus (mW). Tuo metu teravatai yra trilijoną kartų daugiau.“

 

 

 

Jaunosios tyrėjos darbas yra atliktas Lietuvos mokslo tarybos mokslininkų grupių projekte TERRA. Jo tikslas – ištirti pažangias kelių optinių ciklų vidurinės IR spektro srities spinduliuotės lazerių architektūras, t. y. ištirti itin trumpų impulsų lazerius, kurių bangos ilgiai siekia daugiau nei 2 mikrometrus.

 

Kelių optinių ciklų, didelės energijos, derinamo bangos ilgio lazeriai yra plačiai naudojami ultrasparčiojoje ir stipraus lauko fizikoje. Didelį susidomėjimą kelia jų panaudojimas generuojant antrinės spinduliuotės šaltinius, tokius kaip teraherinė (THz) spinduliuotė ar atosekundinė rentgeno spinduliuotė. Padidinus lazerio spinduliuotės bangos ilgį, galima pagerinti THz generacijos efektyvumą arba generuoti didesnės fotonų energijos atosekundinius rentgeno impulsus.

 

Dar vienas aktualus šios technologijos privalumas – intensyvių lazerio impulsų filamentacija ore atveria dar neregėtas nuotolinio dujų aptikimo galimybes (kas gali itin praversti karo lauke).

 

„Lazerio impulsų filamentacija ore – tai optinis reiškinys, kai intensyvus lazerio pluoštas sklinda oru ir išlaiko savo aukštą intensyvumą per ilgą atstumą be reikšmingo plitimo. Filamentacija gali būti naudojama nuotoliniam teršalų, dujų aptikimui dėl didelio intensyvumo ir ilgo sklidimo atstumo“, – paaiškina FTMC lazeristė.

 

 

 

Įvairių netiesinių optinių reiškinių tyrimai leido Kieto kūno lazerių laboratorijos tyrėjų grupei pasistūmėti iki maždaug 2, 3 mikrometrų ir pasiekti 25 femtosekundžių trukmės kelių milidžaulių energijos impulsus.

 

Mūsų kolegų atlikti darbai parodė naujo metodo privalumus generuojant intensyvią viduriniąją IR spinduliuotę: eliminuojamas fazinis derinimas ir optinių pažeidimų apribojimai parametriniuose kristaluose. „Kadangi lazerio spektras yra reikšmingai praplečiamas, šis metodas taip pat patrauklus norint pasiekti efektyvią impulsų spūdą – lazerio impulsus galima suspausti iki kelių femtosekundžių“, – sako A. Černeckytė.

 

Siekiant generuoti intensyvią femtosekundinio lazerio impulsų spinduliuotę vidurinėje IR srityje, laboratorijoje toliau tiriami tokie metodai kaip hibridinės parametrikos ir priverstinės Ramano sklaidos schemos.