Мощный лазер сгенерировал рекордно короткие импульсы
Сотрудники Университета Умео впервые продемонстрировали все возможности своей крупномасштабной лазерной установки. В работе, опубликованной журналом Nature Photonics, группа сообщает о комбинации ультракоротких лазерных импульсов экстремальной пиковой мощности и точно контролируемых сигналов. Это позволяет исследовать самые быстротекущие процессы в природе.
Габариты специально разработанной лазерной системы, получившая название Light Wave Synthesizer 100 (LWS100), составляют 11 метров в длину и 1,5 метра в ширину — значительно больше, чем у многих коммерческих лазеров, размеры которых сравнимы с карандашом или книгой. Ее размеры позволяют генерировать и усиливать сверхкороткие лазерные импульсы до экстремально высокой пиковой мощности.
На пике мощности лазер генерирует 100 тераватт, что эквивалентно пятикратному превышению среднего мирового потребления энергии, хотя и всего лишь в течение нескольких аттосекунд (10–18с). Это делает систему самым мощным лазером в Швеции и открывает возможности для революционных приложений, таких как изучение сверхбыстрых процессов в биомолекулах, разработка световой электроники и повышение эффективности солнечных панелей.
Отличительной особенностью системы является не только чрезвычайно короткие (4,3 фемтосекунды) и мощные импульсы, но и воспроизводимая и контролируемая форма электрического поля, одинаковая от импульса к импульсу. Достижение такого уровня контроля особенно сложно в крупномасштабных лазерных системах, но критически важно для многих современных технологий. Это позволяет генерировать еще более короткие аттосекундные рентгеновские импульсы, которые можно использовать для «видеосъемки» движения электронов в реальном времени.
Теперь мы можем показать, что система работает именно так, как мы задумали при ее создании. Это важный этап в наших исследованиях.Ласло Вейспрофессор Университета Умео.
Планируется проведение широкого спектра экспериментов с использованием этой лазерной системы, использующей ее экстремальную временную и пространственную концентрацию света. Формируя и фокусируя ультракороткие импульсы, ученые надеются разогнать аттосекундные электронные сгустки до ультрарелятивистских энергий в компактных микроускорителях, а также создать источники рентгеновского излучения нового поколения для развития аттосекундной физики.
Лазерная система была установлена и введена в эксплуатацию на физическом факультете Университета Умео в 2022 году. Опубликованная статья является первым научным исследованием, демонстрирующим ее полную производительность.
О самом мощном американском лазере Zeus читайте в материале Hi-Tech Mail.
