Ученые только что представили самый мощный пикосекундный лазер
Любое достижение в области лазерных технологий имеет огромный потенциал в целом ряде областей – от космической связи до термоядерной энергетики – и мы только что получили большое достижение: ультракороткие лазерные импульсы мощностью до 100 мегаватт, самые мощные в своем роде. когда-либо производимых с помощью искусственной системы.
Эти импульсы длятся менее пикосекунды (миллионная миллионная доля секунды), а максимальной мощности в 100 мегаватт будет достаточно, чтобы на короткое время привести в действие 100 000 пылесосов, от одиночный импульс. Даже средняя выходная мощность, 550 Вт, более чем на 50 процентов выше, чем все, что ранее наблюдалось в экспериментах.
Новая технология может найти самые разнообразные применения в высокоточных измерениях, мониторинге и обработке металлов. другие материалы, по словам команды, проводившей исследование, из ETH Zurich в Швейцарии.
«Этот рекорд — результат долгого и захватывающего путешествия с множеством интересных исследований лазерной физики», — говорит физик Урсула Келлер из ETH Цюриха.
>
Здесь мы имеем дело с так называемыми короткоимпульсными дисковыми лазерами, основанными на сверхтонких дисках, содержащих кристалл, содержащий атомы иттербия. Этот диск создает лазерный луч, когда эти атомы возбуждаются.
Здесь действуют две инновации: во-первых, особое расположение зеркал, образующее улучшенную «реплицирующуюся полость», которая способна подпрыгивать и усиливают лазерный свет до более высоких уровней без потери нестабильности.
Во-вторых, в лазере используется полупроводниковое зеркало, называемое полупроводниковым насыщающимся поглощающим зеркалом или SESAM. Он помогает формировать лазерный свет в короткие интенсивные импульсы. Команда модернизировала его несколькими способами, включая добавление тонкого сапфирового окна.
Раньше для такого усиления лазерного света требовалось больше энергии и более крупные инструменты, часто за пределами самого лазера. Используемая здесь технология, напротив, более компактна и эффективна.
«Импульсы мощности, сравнимые с теми, которые мы достигли сейчас, до сих пор можно было получить только путем отправки более слабых лазерных импульсов через несколько отдельных усилители вне лазера», — говорит физик Мориц Зайдель из ETH Zurich.
У исследователей, создавших рекордный лазер, есть множество идей о том, как его можно использовать. Одним из потенциальных применений являются гребенки частот, используемые в сверхточных часах, что может означать большую точность измерения времени и природных явлений.
Эти типы лазеров также можно использовать для тестирования материалов, не разрезая их: например, поиск дефектов в объектах или сканирование человеческого тела. Установление новых рекордов — это только начало усовершенствованной лазерной технологии.
И это еще один замечательный пример тщательной и самоотверженной работы ученых в лаборатории по разработке лазеров, которые выходят за рамки того, что мы делаем. мы видели раньше, и использовали их для изучения Вселенной вокруг нас.
«Когда это наконец заработало и мы увидели, как лазер создает импульсы, — это было действительно круто», — говорит Зайдель.
Исследование опубликовано в журнале Optica.
