Los láseres ultracortos ultraintensos son herramientas poderosas que se utilizan en diversos campos como la física, la seguridad nacional, la industria y la atención médica. Ayudan a los investigadores a profundizar en la física del láser de campo fuerte, las fuentes de radiación impulsadas por láser, la aceleración de partículas y más.
La "potencia máxima" mide la intensidad de estos láseres, como el láser Nova (Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, California, EE. UU.) con 1,5 petavatios de potencia máxima, el Shanghai Super-intense Ultrafast Laser Facility (SULF, China) con 10 petavatios, o la Infraestructura de Luz Extrema—Física Nuclear (ELI-NP, Rumania) con una potencia máxima de 10 petavatios.
Sin embargo, lo que realmente importa en los experimentos es la intensidad enfocada en el objetivo. Los láseres se enfocan en objetivos experimentales utilizando espejos parabólicos fuera del eje. La intensidad enfocada, no la potencia máxima, refleja la capacidad del láser y es crucial para los usuarios.
Actualmente, la apertura del haz de estos láseres es de 150 a 500 mm y el número F (relacionado con la capacidad de enfoque) es de 2 a 10. Agregar un espejo hiperbólico rotacional después del parabólico puede reducir el número F y, por lo tanto, el punto focal. tamaño significativamente.
Como se informa en Advanced Photonics Nexus , este método de enfoque secundario puede reducir el número F en un factor de 5, lo que luego reduce el tamaño del punto focal del láser ultracorto ultraintenso a un tamaño de longitud de onda única.
El autor correspondiente, Zhaoyang Li, del Laboratorio Clave de Ciencia y Tecnología del Láser Ultraintenso del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai (China), señala que esta técnica permite obtener el punto focal más pequeño posible:"La utilización de espejos hiperbólicos para el enfoque secundario puede reducir el punto focal El punto focal de nuestros láseres ultracortos ultraintensos pasa de un tamaño de varias longitudes de onda a un tamaño de una sola longitud de onda, logrando el punto focal más pequeño posible."
Li y su equipo informan que se pueden lograr puntos focales de longitud de onda única agregando un espejo hiperbólico rotacional optimizado a los láseres actuales de clase petavatio de femtosegundo o a los futuros láseres de clase petavatio de ciclo único.
"En combinación con nuestro método de amplificación de pulso paramétrico óptico no colineal de gran angular (WNOPCPA) propuesto anteriormente, se espera alcanzar la condición de mayor intensidad de una instalación de láser ultracorto ultraintenso, que enfoca toda la energía del láser en un espacio-temporal. cubo focal bordeado por la longitud de onda central del láser. Esto mejorará drásticamente la capacidad experimental de los láseres ultracortos ultraintensos en la aplicación de la física del láser de campo fuerte, como la electrodinámica cuántica del vacío", dice Li.
Más información: Zhaoyang Li et al, Enfoque de tamaño de longitud de onda única de láseres ultracortos ultraintensos con espejos hiperbólicos rotacionales, Advanced Photonics Nexus (2024). DOI:10.1117/1.APN.3.3.036002
Proporcionado por SPIE
