Сверхмощные ультракороткие лазеры — мощные инструменты, используемые в различных областях, таких как физика, национальная безопасность, промышленность и здравоохранение. Они помогают исследователям углубляться в лазерную физику сильного поля, лазерные источники излучения, ускорение частиц и многое другое.
«Пиковая мощность» измеряет интенсивность этих лазеров, таких как Nova. лазер Nova (Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, Калифорния, США) с пиковой мощностью 1,5 петаватт, Шанхайская сверхинтенсивная сверхбыстрая лазерная установка (SULF, Китай) с 10 петаватт или Инфраструктура экстремального освещения — ядерная физика (ELI-NP, Румыния) с пиковой мощностью 10 петаватт.
Однако что действительно важно в экспериментах, так это сфокусированная интенсивность на цели. Лазеры фокусируются на экспериментальных мишенях с помощью внеосевых параболических зеркал. Сфокусированная интенсивность, а не пиковая мощность, отражает возможности лазера и имеет решающее значение для пользователей.
Улучшение фокусировки с помощью гиперболических зеркал
В настоящее время апертура луча этих лазеров составляет от 150 до 500 мм, а число F (относящееся к фокусирующей способности) от 2 до 10. Добавление вращающегося гиперболического зеркала после параболического может уменьшить число F и, следовательно, фокальное пятно. размер значительно.
Как сообщается в Advanced Photonics Nexus, этот метод вторичной фокусировки может уменьшить F-число в 5 раз, что затем уменьшает размер фокального пятна сверхинтенсивного ультракороткого лазера до размера одной длины волны.
Автор-корреспондент Чжаоян Ли из Ключевой лаборатории сверхинтенсивной лазерной науки и технологий Шанхайского института оптики и точной механики (Китай) отмечает, что этот метод позволяет получить минимально возможное фокусное пятно: «Использование гиперболических зеркал для вторичной фокусировки может уменьшить фокусное расстояние. Пятно наших сверхинтенсивных ультракоротких лазеров варьируется от размера в несколько длин волн до размера всего лишь одной длины волны, достигая минимально возможного фокусного пятна».
Ли и его команда сообщают, что фокусные пятна с одной длиной волны могут быть достигнуты путем добавления оптимизированного вращательного гиперболического зеркала к нынешним фемтосекундным лазерам петаваттного класса или будущим одноцикловым лазерам петаваттного класса.
«В сочетании с предложенным нами ранее методом широкоугольного неколлинеарного оптического параметрического усиления чирпированных импульсов (WNOPCPA) ожидается, что он достигнет состояния наивысшей интенсивности сверхмощной ультракороткой лазерной установки, которая фокусирует всю лазерную энергию в пространственно-временном пространстве. «Фокальный куб, окаймленный центральной длиной волны лазера. Это значительно расширит экспериментальные возможности сверхинтенсивных ультракоротких лазеров в приложениях лазерной физики сильного поля, таких как вакуумная квантовая электродинамика», — говорит Ли.
Теги: лазер
