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

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Peralihan rahasia yang luar biasa terbuka yang dapat merevolusi pengobatan serangan jantung

Para peneliti di Victor Chang Institute for Heart Research di Sydney telah menemukan gen baru yang penting yang kami harap dapat membantu jantung manusia...

Newsletter

Subscribe to stay updated.