Знайдено спосіб збільшення потужності лазерних імпульсів

В опублікованій недавно роботі міжнародна група вчених описала новий спосіб, який дозволяє кардинально збільшити потужність, укладену в імпульсах лазерного світла. В основі цього методу лежить відома технологія стиснення довжини імпульсів світла, а високою ефективністю нового способу дозволить досягти таких закритичних значень яскравості, які дозволять провести дослідження в новій галузі фізики і вивчити так звані феномени квантової електродинаміки.

Дослідники Жан-Клод Кіффер (Jean-Claude Kieffer) з французького інституту INRS (Institut national de la recherche scientifique), Хазанов Юхим Аркадійович з Інституту прикладної фізики і Жерар Муру (Gerard Mourou) зі Швейцарського федерального політехнічного університету Лозанни (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), який став лауреатом Нобелівської премії з фізики 2018 року, використовуючи стиснення тривалості імпульсу лазерного світла до декількох фемтосекунд, отримали значення імпульсної потужності в 10^23 Ватт. Це дозволило їм створити систему, умещающуюся в розумні габарити і має відносно невеликий рівень експлуатаційних витрат.

Для скорочення тривалості імпульсу лазерного світла вчені використовували нелінійні оптичні ефекти. Луч лазерного світла спрямовується на надзвичайно тонку пластину зі спеціального матеріалу. Особливості поширення світла в цьому матеріалі значно розширюють спектр цього імпульсу і скорочують його дину на виході з пластини.

Дослідна установка для збільшення потужності імпульсів вже була встановлена ​​на лазері ALLS (Advanced Laser Light Source) в інституті INRS у Франції. У перших експериментах вчені обмежилися енергієюімпульсу в 3 Джоуля при тривалості імпульсу в 10 фемтосекунд. Це дозволило їм отримати імпульсну потужність в 300 терават (3*10^12 Ватт). Але вчені вже запланували чергові експерименти, в яких енергія імпульсу буде піднята до 13 джоулів, а тривалість імпульсу буде скорочена до 5 фемтосекунд, що дозволить отримати імпульсну потужність в 3 петаватта (3*10^15 Ватт).

«Якщо нам вдасться реалізувати задумане, то ми станемо першими в світі, кому вдасться отримати таку потужність за допомогою досить звичайного лазера» — розповідає професор Жан-Клод Кіффер, — «Отримавши такі короткі імпульси лазерного світла, ми зможемо проникнути вглиб абсолютно нової для нас зараз галузі фізики, що відкриє перед усім науковим співтовариством абсолютно нові горизонти».