Konsep Baru untuk Laser Ultra-Intens Generasi Berikutnya

Konsep untuk laser kelas Exawatt. Kredit: Universitas Osaka

Para peneliti di Universitas Osaka mengusulkan konsep laser ultra-intens generasi mendatang, kemungkinan meningkatkan rekor saat ini dari 10 Petawatt menjadi 500 Petawatt.

Laser ultra-intens dengan pulsa ultra-pendek dan energi ultra-tinggi adalah alat yang ampuh untuk menjelajahi hal-hal yang tidak diketahui dalam fisika, kosmologi, ilmu material, dan banyak lagi. Dengan bantuan teknologi terkenal “Chirped Pulse Amplification (CPA)” (Hadiah Nobel Fisika 2018), rekor saat ini telah mencapai 10 Petawatt (atau 10 ^ 16 Watt). Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di Laporan Ilmiah, para peneliti di Universitas Osaka telah mengusulkan konsep laser ultra-intens generasi mendatang dengan simulasi daya puncak hingga kelas Exawatt (1 Exawatt sama dengan 1000 Petawatt).

Laser, yang ditemukan oleh Dr. TH Maiman pada 1960-an, memiliki fitur penting dengan intensitas tinggi (atau daya puncak tinggi untuk laser berdenyut): secara historis, daya puncak laser telah mengalami perkembangan dua kali lipat. tahapan. Segera setelah kelahiran laser, konversi Q dan teknologi blok mode meningkatkan daya puncak laser ke tingkat Kilowatt (10 ^ 3 Watt) dan Gigawatt (10 ^ 9 Watt). Setelah teknologi CPA ditemukan oleh Gérard Mourou dan Donna Strickland pada tahun 1985, karena kerusakan material dan nonlinier optik dapat dihindari, daya puncak laser secara dramatis ditingkatkan ke level Terawatt (10 ^). 12 Watt) dan Petawatt (10 ^ 15 Watt). Hari ini, dua laser CPA 10-Petawatt telah didemonstrasikan di Eropa (laser ELI-NP) dan Cina (laser SULF), masing-masing.

Saat ini skala fasilitas laser Petawatt di dunia sangat besar dan investasi dalam proyek tersebut juga sangat tinggi. Langkah selanjutnya untuk laser ultra-intens di masa mendatang adalah meningkatkan daya puncak lebih lanjut dengan mengompresi durasi pulsa alih-alih meningkatkan energi pulsa.

Dalam studi mereka sebelumnya (OSA Continuum, DOI: 10.1364 / OSAC.2.001125), kelompok ini mengembangkan konsep baru, “Wide Angle Non-collinear Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (WNOPCPA),” untuk meningkatkan spektrum yang diperkuat dan akibatnya menguranginya. impuls terkompresi. Mekanisme kunci WNOPCPA adalah untuk meningkatkan bandwidth secara keseluruhan dengan menggunakan pompa multi-beam, yang sesuai dengan beberapa spektrum yang diperkuat. “Namun, gangguan pompa, selain kemungkinan kerusakan yang ditimbulkan, merupakan masalah potensial dalam penerapan WNOPCPA untuk proyek besar,” jelas penulis Zhaoyang Li.

Dalam desain yang baru disempurnakan ini, menggunakan WNOPCPA yang dipompa dua fase dan adaptasi fase yang dioptimalkan dengan hati-hati, gangguan pompa benar-benar dihindari, dan bandwidth pita ultra-lebar dengan dua spektrum lebar diperoleh, menghasilkan < Amplifikasi laser energi tinggi 10 fs. Jika laser ini digabungkan dengan teknologi pasca-kompresi, perbesaran spektral yang diinduksi oleh efek nonlinier meningkat secara signifikan, dan simulasi menunjukkan bahwa rekor daya puncak tertinggi dapat didorong ke kelas Exawatt.

“Konsep ini memiliki dua keuntungan: satu adalah amplifikasi pita lebar ultra di WNOPCPA dan yang lainnya adalah peningkatan amplifikasi spektral nonlinier di pasca-kompresi. Penelitian ini dapat memberikan cara yang mungkin untuk lebih meningkatkan kekuatan laser tip, bahkan sampai kelas Exawatt, ”kata Zhaoyang Li.

Referensi: “Simulasi konsep pita ultra-lebar untuk laser kelas Exawatt” oleh Zhaoyang Li, Yoshiaki Kato dan Junji Kawanaka, 8 Januari 2021, Laporan Ilmiah.
DOI: 10.1038 / s41598-020-80435-6

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.