Создан лазер с самыми мощными импульсами
Cветовое пятно нового лазера в фокальной плоскости до и после коррекции
© Xiaoming Zeng et al.
Физики из Китайской академии инженерной физики продемонстрировали лазер, пиковая мощность импульсов которого достигает рекордных 4,9 петаватт. Достичь этого результата позволила комбинация техник усиления электромагнитного излучения. Статья с результатами опубликована в журнале Optics Letters.
В основе разработки китайских ученых лежит установка, позволяющая беспрецедентно усиливать излучение. Длительность импульса на выходе лазера — всего 18,6 фемтосекунды, что также являтеся рекордной величиной для петаваттных лазеров. Чтобы достичь необходимого результата авторы использовали метод под названием усиление чирпированных импульсов (Chirped pulse amplification, CPA). Эта уже ставшая стандартной техника заключается в следующем: создаются волны нескольких частот, затем они разделяются, пропускаются по траекториям различной длины и сводятся вместе. В результате получается импульс меньшей продолжительности и большей пиковой мощности.
Новаторство китайского коллектива заключается в том, что им удалось совместить эту технику с оптическим усилением сигнала. Обычные усилители из легированного стекла или сапфира ограничены одним или двумя петаваттами, но усилители из кристаллического бората лития с лазерной накачкой, использованные в этой работе, позволяют работать с излучением большей мощности.
В результате получались импульсы с энергией 168,7 джоулей после усиления и 91,1 джоулей после временного сжатия. Авторы надеются, что использование более крупных кристаллов позволит утроить этот рекорд и достичь пиковой мощности импульса в 15 петаватт. Такие лазеры могут найти применение в физике ускорителей в качестве разгоняющего элемента, а также как непосредственно создающие экстремальные состояния материи воздействия.