Петаваттный лазер

Сотрудники Института прикладной физики РАН (ИПФ РАН, г. Н. Новгород) и Российского федерального ядерного центра (РФЯЦ, г. Саров) создали компактный петаваттный (1015 Вт) лазерный комплекс. Разработанный комплекс входит в число пяти наиболее мощных лазерных систем в мире.
Петаваттный лазер
Его пиковая мощность 0,56 ПВт, длительность импульса 43 фс (1 фс = 10-15 с).

О возможностях подобных лазерных установок рассказал во время своего доклада на одном из апрельских заседаний президиума РАН член-корреспондент РАН А. М. Сергеев (ИПФ РАН). Физика сверхкоротких лазерных импульсов — очень быстро развивающееся направление современной науки, что обусловлено беспрецедентными возможностями её приложений, таких как управление процессами в физических, химических и биологических системах на молекулярном уровне, коммуникационные технологии с рекордной плотностью передачи информации, прецизионная микрообработка материалов и др.

Оптика сверхкоротких оптических импульсов является основой для развития физики сверхсильных полей и порождаемых ими экстремальных состояний вещества. Мощные — тераваттные (1012 Вт) и петаваттные фемтосекундные лазерные комплексы способны генерировать оптические поля с интенсивностями более 1019 Вт/см2, образующиеся при фокусировке таких лазерных импульсов. Эти поля существенно превосходят уровень внутриатомных полей, что позволяет создавать состояния вещества с экстремальными свойствами. Подобные лазерные установки рассматриваются как инструмент для моделирования процессов, протекающих в ядерных и термоядерных реакциях.

Особенность лазерной установки, созданной физиками из Нижнего Новгорода и Сарова, — использование так называемых параметрических усилителей света вместо обычных лазерных. Дело в том, что традиционно применяемый принцип усиления фемтосекундных лазерных импульсов на неодимовом стекле имеет ограничения по увеличению мощности лазерных комплексов. Поэтому физики ищут альтернативные способы преодоления петаваттного барьера. Исследователи ИПФ РАН и РФЯЦ впервые предложили использовать для параметрического усиления света нелинейный кристалл DKDP (KD2PO4 — дидейтерофосфат калия). Достигнутая мощность 0,56 ПВт уже открывает возможности для проведения исследования экстремальных состояний вещества, для медицинских и других специальных приложений. Разработчики подчёркивают, что оригинальная архитектура лазера позволяет масштабировать комплекс до мощности 10 ПВт.

Профессор Сергеев отметил, что уже имеющиеся в лабораториях мира источники мощных фемтосекундных импульсов способны в ходе нелинейного взаимодействия с веществом генерировать потоки ускоренных частиц с энергиями, сравнимыми с получаемыми на ускорительной технике — синхротронах и линейных ускорителях. При этом компактность и дешевизна лазерных установок в сравнении с традиционными ускорителями и перспективы дальнейшего масштабирования мощности фемтосекундного оптического излучения позволяют сегодня начать серьёзное обсуждение проектов, казавшихся ещё вчера фантастическими, таких как пробой вакуума в сфокусированном световом пучке или получение мини-чёрных дыр в лазерной лаборатории. Он также отметил использование экстремальных оптических полей в медицине: протонографии, позитронно-эмиссионной томографии и адронной терапии.

Заместитель директора Института химической физики РАН доктор физико-математических наук О. М. Саркисов в ходе обсуждения доклада отметил: фемтосекундные импульсы позволяют изучать внутримолекулярные процессы, что произвело настоящую революцию в химии. А на основе многофотонных процессов поглощения света разработаны фемтосекундные методы, благодаря которым можно производить операции внутри клеток.
×

По теме Петаваттный лазер

Александритовый лазер

Чувствовать под собой горячий песок, слушать размеренный шелест волн, наблюдать...
Журнал

Лазер Вижн

Появившись на российском рынке, очки Лазер Вижн наделали много шуму. Кто не...
Журнал

Квантовый лазер

Появившийся полвека назад лазер не нашел применения в тех областях, куда...
Журнал

Акустический лазер

Самый мощный и самый высокочастотный акустический лазер, разработанный группой...
Журнал

Лазер и образование дождевых капель

Физики показали, что лазерные импульсы могут способствовать образованию дождевых...
Журнал

Черный лазер

Создан лазер, периодически генерирующий импульсы "чёрного" цвета. Как сообщает...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

Внетелесный опыт. Подводные камни
Полезные свойства орехов и семечек