|
Создание призрачных зеркал для мощных лазеров
|
|
|
|
Лазерные «зеркала», способные отражать или управлять светом, были созданы в ходе исследований, проведенных в Университете Стратклайда. «Зеркала» существуют лишь отрезок времени, но могут помочь уменьшить размер сверхмощных лазеров, которые в настоящее время занимают здания размером с авиационный ангар, до размеров университетского подвала. У них есть потенциал для разработки различных оптических элементов на основе плазмы с высоким порогом повреждения, которые могут привести к созданию компактных сверхмощных лазерных систем со сверхкороткими импульсами. Новый способ производства зеркал и других оптических компонентов указывает путь к разработке мощных лазеров следующего поколения, от сотен петаватт (1015 Вт) до экзаватт (1018 Вт). Новое исследование опубликовано в журнале Communications Physics.
|
|
|
|
Исследованием руководил профессор Дино Ярошински с физического факультета Стратклайда. Он сказал: «Мощные лазеры — это инструменты, позволяющие проводить исследования во многих областях медицины, биологии, материаловедения, химии и физики». «Более широкое распространение мощных лазеров изменило бы способ ведения науки; университет мог бы иметь эти инструменты в одной комнате, на столе, по разумной цене». «Эта работа значительно продвигает современное состояние мощных лазеров, предлагая новые методы создания оптических элементов, которые являются более надежными, чем существующие элементы, а также нестационарными, что делает их уникальными». «Он более компактный и гораздо более надежный и может обеспечить сдвиг парадигмы в области мощных лазеров, что будет стимулировать новые направления исследований. Представленный новый метод также будет представлять широкий интерес для разнообразного сообщества, разрабатывающего и использующего мощные лазеры».
|
|
|
«В настоящее время группа планирует дальнейшие экспериментальные эксперименты, чтобы продемонстрировать надежность и точность плазменных оптических элементов». Новое исследование позволило создать слоистые плазменные зеркала с использованием встречных лазерных лучей. Плазма представляет собой полностью ионизированный газ и составляет большую часть видимой Вселенной. Встречные лазерные лучи создают в плазме волну биений, которая приводит электроны и ионы в регулярную слоистую структуру, которая действует как очень прочное зеркало с высокой отражательной способностью. Это зеркало существует только мимолетно, в течение нескольких пикосекунд — менее 1/100 000 000 000 секунды — и его призрачное присутствие позволяет отражать или манипулировать очень интенсивным лазерным светом. Переходная слоистая плазма известна как объемная брэгговская решетка, похожая на брэгговские структуры, обнаруженные в кристаллах, и имеет диаметр всего несколько миллиметров. У него есть потенциал для разработки различных плазменных оптических элементов с высоким порогом повреждения, которые могут привести к созданию компактных сверхмощных лазерных систем со сверхкоротким импульсом.
|
|
|
|
Доктор Грегори Вьё из Стратклайда, который спроектировал и провел эксперименты в Лаборатории Резерфорда Эпплтона (RAL) Совета по научно-техническим средствам (STFC) вместе с профессором Ярошински, сказал: «Этот новый способ производства переходных надежных плазменных зеркал может произвести революцию в ускорителях. и источники света, так как это сделало бы их очень компактными и способными производить ультракороткие сверхинтенсивные световые импульсы, которые намного короче, чем те, которые можно легко произвести любыми другими средствами». «Плазма выдерживает интенсивность до 1018 ватт на квадратный сантиметр, что превышает порог повреждения обычной оптики на четыре-пять порядков. Это позволит уменьшить размеры оптических элементов на два-три порядка, уменьшить оптика метрового размера в миллиметры или сантиметры».
|
|
|
|
Источник
|
