Физики создали настольный лазер мощностью 10 тераватт
Фото: Grzegorz Krzyżewski / IPC PAS
Группа физиков из Лазерного центра при Институте химической физики в Польше создала настольный импульсный лазер с мощностью в десять тераватт. В момент импульса мощность устройства, основанного на принципе оптического параметрического усиления, превышает суммарную мощность всех ядерных реакторов планеты. Подробности приведены в сообщении института (на польском, .pdf), на которое также ссылается ScienceDaily.
Высокая мощность достигается за счет работы лазера в импульсном режиме. Для сравнения, использованные в американском Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций лазеры давали импульсы с мощностью 500 тераватт, однако при этом они занимали целое здание. Разработчики подчеркивают, что за счет повышения КПД устройства и использования эффектов нелинейной оптики им удалось избавиться от необходимости охлаждать лазер после каждого импульса, сократив потери энергии на нагрев оптической системы. «Теоретически, эффективность параметрических усилителей может достигать 50 процентов, говорит глава группы разработчиков Юрий Степаненко, но пока лучшие устройства имеют КПД всего около тридцати процентов и нам удалось достичь такого значения в по-настоящему компактной системе».
Параметрический усилитель света работает за счет того, что мощный лазерный импульс проходит через кристалл, в котором за счет накачки возникает излучение с меньшей длиной волны и большей интенсивностью. Первые подобные устройства были созданы еще в 1965 году и серийно производятся в качестве лабораторного оборудования, однако столь высокой мощности в компактной установке достичь не получалось. Как пишут авторы нового лазера, ранее ученые применяли для мощных импульсных лазеров сапфир с примесью титана, но такие кристаллы быстро перегревались и требовали охлаждения.
Польские специалисты утверждают, что их конечной целью является постройка настольного лазера, который сможет достичь мощности в 200 тераватт. Такой лазер планируется применять для лазерного ускорения заряженных частиц, что, в свою очередь, необходимо для лучевой терапии и исследований в области материаловедения. При этом речь идет о так называемом лазерном кильватерном ускорении, а не о методике лазерного ускорения, о которой недавно сообщала американская группа исследователей.
