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.