Lézeres kísérletek esetén, és kiváltképp a magas harmonikusok keltése során fontos, hogy ismerjük a lézer elektromos terének az időbeli változását. Hosszú lézerimpulzusok (számos optikai ciklus) esetén ez megközelítőleg meghatározható a lézer intenzitás profiljából, amit mérni tudunk. Viszont a néhány optikai ciklusból álló lézerek esetén, ugyanaz az időbeli intenzitás profil más-más időbeli elektromos teret írhat le, ami nagyban módosítja a keltett magas harmonikusok spektrumát. A CEP mutatja meg azt, hogy miként viszonyul az elektromos tér oszcillációja az őt burkoló impulzus intenzitás alakjához. Azaz, hogyan tolódott el egymáshoz képest az impulzus és az elektromos tér maximuma. A MIR lézerünknél ezt az eltolódást egy eszköz szabályozza, egy másik pedig ezt a kapcsolatot méri. A legtöbb esetben ezek a berendezések drágák, azaz, a kiváltásuk megtakarítást jelent.
„Régóta tudjuk, hogy a szilárd testben és gázban keltett spektrumok harmonikus spektruma attól is függ, hogy a CEP milyen állapotban van. Egy optikai ciklusú impulzusnál adott CEP-nél a harmonikus spektrum fésűfogakhoz hasonlít, de ha átállítjuk a berendezést, folytonos spektrumot kapunk” – mondta el Divéki Zsolt, az ELI ALPS SYLOS GHHG Compact és GHHG Long kutatócsoport vezetője.
A harmonikus spektrum érzékeny a CEP értékére, a kapcsolatot magyarázó matematikai összefüggés azonban meglehetősen bonyolult. Fizikusaink arra gondoltak, hogy a mesterséges intelligenciát hívják segítségül. Ha tudjuk, hogy egy adott spektrumhoz adott CEP érték tartozik, sok spektrum és sok CEP érték ismeretében a mesterséges intelligencia megtanulja a közöttük fennálló összefüggést. Ha új spektrumot mutatunk neki, akkor az algoritmus megmondja, hogy szerinte mi az ahhoz tartozó CEP érték.
Az algoritmus betanítása azonban nehézkes, illetve kell egy eszköz, ami kezdetben ellenőrzi a jósolt CEP értéket. Amikor azonban a szimulációk már valósághűen adják vissza a harmonikusok spektrumát, nem lesz szükség a fázist mérő eszközre. Erről szól az Optics Express-ben megjelent publikáció. „Másokban is felmerült ez az ötlet, de kísérleti úton először mi bizonyítottuk be, hogy a felvetés működik. Bizonyos jelek arra utalnak, hogy nem csak a CEP fázist tudjuk mesterséges intelligenciával megjósolni, hanem a lézer egyéb paramétereinek az értékét is. Olyan jellemzőket, amelyek a harmonikus spektrum alakját befolyásolják” – jelezte Divéki Zsolt, hogy a kutatás folytatódik.
A MIR lézerrel harmonikus spektrumot könnyű mérni. Ehhez a lézer mellett lencse, illetve tükör kell, amivel lefókuszálják a fényt egy kristályba. Azonban óvatosnak kell lenni, mert a túlzottan jól sikerült fókuszálás esetén tönkremegy a kristály. Azaz, precíz beállításra van szükség, hogy a kísérleti eszköz is megmaradjon, de egyúttal a kísérlet is eredményes legyen.
Divéki Zsolt szerint kutatásuknak köszönhetően újabb területen alkalmazható a mesterséges intelligencia. (Jó néhány megvalósításra váró ötlete van még kollégáinknak, amelyeknél szintén alkalmazható a mesterséges intelligencia.) Eredményük publikálása pedig azt jelzi, hogy másokat is érdekel a szegedi felvetés.
Ha a kellően hatékony szimuláció valósághűen adja vissza a harmonikus spektrumot, egy tenyérben elférő (akár szabadalommal védett) eszközt dobhatnának fizikusaink a piacra. A műszer belsejében egy kristály, egy tükör és egy spektrométer lenne, ami megjósolhatna a CEP mellett más, meghatározó jelentőségű lézeres paramétereket is.