Международная команда исследователей продемонстрировала инновационный метод увеличения мощности лазерных импульсов. Он основан на укорочении световых импульсов и открывает новые перспективы в исследовании квантовых электродинамических явлений. О своей работе ученые сообщили в статье журнала Applied Physics Letters.

Исследователи уже давно стараются увеличить мощность лазеров. Это позволило бы более подробно исследовать релятивистские явления и область квантовой электродинамики. До сих пор ученые пытались повысить мощность лазерного пучка, увеличивая мощность источника излучения. Однако выше определенного предела исследователям таким образом подняться не удалось.

Авторы новой работы во главе с сотрудником Института прикладной физики РАН Сергеем Мироновым пошли другим путем. Вместо увеличения энергии лазера они решили уменьшить продолжительность импульса до нескольких фемтосекунд. Это позволило сохранить систему в пределах разумного размера и снизить эксплуатационные расходы.

Чтобы сгенерировать максимально короткий импульс, исследователи используют эффекты нелинейной оптики. В созданной исследователями установке лазерный луч проходит через чрезвычайно тонкую и совершенно однородную стеклянную пластину. Особое поведение волны внутри этой твердой среды позволяет получить более короткий импульс при его повторном сжатии на выходе из пластины.

Для генерации излучения ученые использовали установку ALLS в Национальном научно-исследовательском институте Университета Квебека. Авторы ограничились энергией в три джоуля для импульса в 10 фемтосекунд. Его энергия при этом составила 300 тераватт (один тераватт — это 10¹² Вт). Теперь ученые планируют повторить эксперимент с энергией 13 джоулей в течение пяти фемтосекунд. Такие параметры импульса позволять достичь мощности в три петаватта (петаватт — это 10¹⁵ Вт).

Если исследователям удастся сгенерировать такой пучок, они будут первыми в мире, кто смог достичь такого уровня мощности при использовании сверхкоротких импульсов.