Физики создали настольный лазер мощностью 10 тераватт

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.