O.S.E.L. - Nejvýkonnější pikosekundový laser světa zvládne impulzy až 100 megawattů
 Nejvýkonnější pikosekundový laser světa zvládne impulzy až 100 megawattů
Laseroví čarodějové švýcarského ETH Zürich postavili laserový systém, který generuje pulzy kratší než pikosenda. Jejich maximální výkon může dosáhnout 100 megawattů. Průměrně je to sice jen 550 wattů, ale i to je velmi slušné. Extrémní laser se uplatní v extrémním výzkumu. Fyzici se již nemohou dočkat.

Rekordní pikosekundový laser. Kredit: Moritz Seidel / ETH Zürich.
Rekordní pikosekundový laser. Kredit: Moritz Seidel / ETH Zürich.

Laserové technologie se úspěšně uplatňují v mnoha různých odvětvích vědy i praktických aplikací. Nedávno se objevilo doopravdy silné monstrum, nejvýkonnější laser s ultrakrátkými pulzy, jaký byl kdy postaven. Držitelem rekordu se stali vědci a inženýři švýcarské techniky ETH Zürich.

 

Ursula Keller. Kredit: ETH Zürich.
Ursula Keller. Kredit: ETH Zürich.

Nový laser vytváří pulzy kratší než pikosekunda, jejichž výkon může být v maximu až 103 MW. To je dost pro napájení 100 tisíc vysavačů (samozřejmě, že jen po tu odpovídající nepatrnou dobu). I průměrný výkon pulzů nového laseru, který činí 550 wattů, je o 50 procent vyšší než kdykoliv předtím v experimentech.

 

Pohled vědecům do jejich kuchyně: Laser je ve středu obrazu. Čočky a zrcadla (v popředí) odrážejí a přesměrovávají laserový paprsek. (Kredit: Moritz Seidel / ETH Zürich)
Pohled do vědecké kuchyně: Laser je ve středu obrazu. Čočky a zrcadla (v popředí) odrážejí a přesměrovávají laserový paprsek. (Kredit: Moritz Seidel / ETH Zürich)

Nová technologie by se mohla uplatnit ve všech možných typech vysoce přesných měření, monitorování a analýz. Existují i rychlejší, femtosekundové nebo attosekundové lasery, ale jejich výkon je nižší.

 

Jak s úsměvem dodává vedoucí výzkumu Ursula Kellerová, jejich rekord je výsledkem dlouhé a vzrušující výpravy zákoutími laserové fyziky. Základem nové technologie je supertenký disk s krystalem, který obsahuje atomy ytterbia.

Excitace těchto atomů generuje laserový paprsek. K vysokému výkonu laseru přispívá specifické uspořádání zrcadel, čímž vznikl velmi účinný rezonátor (replicating cavity), a také použití polovodičových zrcadel SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Mirror).

##seznam_reklama##

 

Podobné laserové systémy obvykle vyžadují velké množství energie a masivní podpůrné přístroje. Nový laser ETH Zürich je v porovnání s nimi kompaktnější a efektivnější. Ještě se ani moc neohřál a jeho tvůrci již spřádají plány na jeho využití. Mohl by se uplatnit v ultrapřesných hodinách pro náročné experimenty nebo třeba v testování materiálů.

 

Video: Ursula Keller - Ultrafast pulsed lasers

 

Literatura

ETH Zürich 11. 10. 2024.

Optica 11: 1368–1375.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:22.10.2024