Лазерная система POLARIS устанавливает мировой рекорд по мощности импульса - «Наука и технологии»

POLARIS является самой мощной на сегодняшний день лазерной системой со светодиодной накачкой, которая недавно произвела импульс с рекордной для подобных систем мощностью. Рекордный уровень энергии импульса был получен, благодаря некоторой серьезной модернизации этой лазерной системы, которая было проведена специалистами из Института оптики и квантовой электроники (Institute of Optics and Quantum Electronics), возглавляемыми доктором Мэйлтом Калузой (Dr Malte Kaluza). Энергия импульса составила 50 Джоулей и это в три раз большее энергии импульса, который могла произвести лазерная система POLARIS до модернизации.

50 Джоулей - это энергия, которой обладает объект, весом в 500 грамм, поднятый на высоту 10 метров. Для того, чтобы поднять температуру воды в стакане на один градус требуется в 17 раз больше энергии. Поэтому, когда речь идет о импульсе высокоэффективной лазерной системы, 50 Джоулей кажутся не очень впечатляющей величиной. "Но наша лазерная система поставляет это количество энергии в течении очень короткого промежутка времени" - рассказывает доктор Калуза, - "лазерный импульс имеет длительность в 120 фемтосекунд, а фемтосекунда - одна тысячная от миллионной миллионной доли секунды. Во время импульса его пиковая мощность достигает отметки в несколько сотен тераватт, это во много раз больше, чем моментальная мощность всей электроэнергии, вырабатываемой в мире".

Увеличение мощности импульса системы POLARIS является результатом нескольких месяцев работы ученых. "Основная архитектура системы и конструкция лазерной установки практически не изменились" - рассказывает доктор Калуза, - "Но мы добились значительного улучшения эффективности работы множества мелких узлов и деталей".

Основным ключом к увеличению мощности импульса лазера стало использование новых кристаллов из фторида кальция, покрытых слоем иттербия. Кроме этого, было изменено покрытие других оптических компонентов, которые подвергаются большой нагрузке под воздействием лазерного излучения. "Все эти невидимые с первого взгляда изменения позволили в несколько раз увеличить энергию лазерного импульса" - рассказывает доктор Калуза, - "Но полученные нами 54.16 Джоуля энергии являются только началом процесса дальнейшего увеличения энергии".

Следующим шагом, который позволит увеличить значение пиковой мощности лазерного импульса, станет сокращение продолжительности импульса, длительность которого не будет превышать 100 фемтосекунд. И после этого обновленную лазерную систему станет возможно использовать в качестве элемента нового ускорителя частиц и ионов. А интенсивные и короткие импульсы ионного излучения, в свою очередь, можно будет использовать в медицине, для удаления злокачественных опухолей, в науке и в промышленности.

"Достаточно высокое количество энергии импульса, вырабатываемого установкой POLARIS, позволит нам изготавливать и предлагать подобные установки всем нуждающимся в таком оборудовании людям" - рассказывает доктор Калуза, - "Эти установки более компактны, нежели другие лазерные системы с подобной мощностью, они проще в эксплуатации, в ремонте и обслуживании. А теперь мы собираемся проверить, до какой энергии нам удастся разогнать частицы при помощи системы POLARIS".