เลเซอร์ขับเคลื่อนเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์แอตโตวินาที

เลเซอร์ขับเคลื่อนเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดบนของเลเซอร์แอตโตวินาทีแหล่งกำเนิดแสง
ในปัจจุบันเลเซอร์พัลส์แอตโตวินาทีโดยส่วนใหญ่แล้ว รังสีอัลตราไวโอเลต (XUV) เกิดจากการสร้างฮาร์มอนิกส์ลำดับสูง (HHG) ที่ขับเคลื่อนด้วยสนามไฟฟ้าแรงสูง สาระสำคัญของการสร้างรังสีเหล่านี้สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการที่อิเล็กตรอนถูกแตกตัวเป็นไอออน เร่งความเร็ว และรวมตัวกันใหม่เพื่อปลดปล่อยพลังงาน จึงปล่อยพัลส์ XUV ระดับแอตโตวินาทีออกมา
ดังนั้น เอาต์พุตของพัลส์แอตโตวินาทีจึงมีความไวอย่างยิ่งต่อความกว้างของพัลส์ พลังงาน ความยาวคลื่น และความถี่การทำซ้ำของเลเซอร์ที่ใช้ขับเคลื่อน: ความกว้างของพัลส์ที่สั้นกว่าจะเอื้อต่อการแยกพัลส์แอตโตวินาที พลังงานที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มการแตกตัวเป็นไอออนและประสิทธิภาพ ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นจะเพิ่มพลังงานตัด แต่จะลดประสิทธิภาพการแปลงลงอย่างมาก และความถี่การทำซ้ำที่สูงขึ้นจะช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน แต่ถูกจำกัดด้วยพลังงานของพัลส์เดี่ยว
การใช้งานที่แตกต่างกันจะมุ่งเน้นไปที่ตัวชี้วัดหลักที่แตกต่างกันของเลเซอร์แอตโตวินาที ดังนั้นจึงสอดคล้องกับตัวเลือกการออกแบบของวงจรขับประเภทต่างๆแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์.
สำหรับการใช้งาน เช่น การวิจัยพลศาสตร์ความเร็วสูงพิเศษและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การแยกพัลส์แอตโตวินาที (IAP) ที่เสถียรโดยทั่วไปต้องใช้พัลส์ขับเคลื่อนแบบพัลส์สั้นและการควบคุมเฟสซองคลื่นพาหะ (CEP) ที่ดีเพื่อให้ได้การควบคุมเวลาและรูปคลื่นที่มีประสิทธิภาพ
สำหรับการทดลองต่างๆ เช่น สเปกโทรสโกปีแบบปั๊ม-โพรบ และการแตกตัวเป็นไอออนด้วยโฟตอนหลายตัว รังสีแอตโตวินาทีพลังงานสูงหรือฟลักซ์สูงจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการกระตุ้น/การดูดกลืน ซึ่งโดยปกติจะทำได้ภายใต้สภาวะพลังงานขับเคลื่อนที่สูงขึ้นและกำลังเฉลี่ยที่สูงขึ้นผ่าน HHG และจำเป็นต้องรักษาการจับคู่เฟสและคุณภาพลำแสงที่ยอมรับได้ภายใต้สภาวะการแตกตัวเป็นไอออนสูง
เพื่อสร้างรังสีแอทโทวินาทีในช่วงคลื่นรังสีเอ็กซ์ (ซึ่งมีค่าอย่างมากสำหรับการถ่ายภาพแบบโคherent และสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์แบบเวลาจำเพาะ) มักใช้การกระตุ้นด้วยคลื่นยาวในช่วงอินฟราเรดกลางเพื่อเพิ่มพลังงานตัดฮาร์มอนิกและเพื่อให้ได้ความครอบคลุมพลังงานโฟตอนที่สูงขึ้น
ในการวัดที่ไวต่อความถูกต้องทางสถิติ เช่น การนับและการวิเคราะห์สเปกตรัมโฟโตอิเล็กตรอน ความถี่การทำซ้ำที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและประสิทธิภาพการได้มาซึ่งข้อมูลได้อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ประจุ/พลังงานพัลส์เดี่ยวที่ต่ำลงจะช่วยลดข้อจำกัดของผลกระทบจากประจุเชิงพื้นที่ต่อความละเอียดของสเปกตรัมพลังงาน
ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ของเลเซอร์ขับเคลื่อน คุณลักษณะของเลเซอร์พัลส์แอตโตวินาที และข้อกำหนดในการใช้งานแสดงอยู่ในรูปที่ 1 โดยรวมแล้ว ความต้องการของแอปพลิเคชันต่างๆ เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาพารามิเตอร์ของเลเซอร์พัลส์แอตโตวินาทีอย่างต่อเนื่อง และด้วยเหตุนี้จึงเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของสถาปัตยกรรมและเทคโนโลยีหลักของเลเซอร์พัลส์แอตโตวินาทีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษระบบต่างๆ