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Great science laser

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2016年12月16日
jackxun
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C'est un type très rare de pointeur laser puissant: les chercheurs de l'institut de photonique de TU Wien (Vienne) ont construit un dispositif qui émet des éclairs ultra-courts de lumière infrarouge avec une énergie extrêmement élevée. «Il est très difficile de combiner ces trois propriétés - longue longueur d'onde infrarouge, courte durée et haute énergie», explique Valentina Shumakova. "Mais cette combinaison est exactement ce dont nous avons besoin pour de nombreuses applications de champ fort intéressantes."

Maintenant, l'équipe a réalisé une percée majeure: En envoyant des impulsions très énergétiques dans le régime infrarouge à travers un milieu solide, les impulsions peuvent être compressées dans le temps et l'espace. L'énergie reste à peu près la même, mais elle peut maintenant être déposée dans une période encore plus courte, ce qui entraîne une puissance de crête incroyable d'un demi-terawatt. Cette puissance correspond à la production de centaines de réacteurs nucléaires. Mais contrairement aux centrales électriques, qui produisent la puissance de façon constante, l'impulsion laser comprimée ne dure que 30 femtosecondes (millionième de milliardième de seconde). Les nouveaux résultats ont été publiés dans la revue Nature communications.

laser 10000mw puissant

«Dans certaines conditions, les impulsions laser peuvent s'automprimer et devenir plus courtes. C'est un phénomène bien connu dans la science laser», explique Audrius Pugzlys. "Mais jusqu'à présent, les gens croyaient que l'auto-compression dans les médias solides à des intensités extrêmement élevées est impossible."

Contrairement à la lumière d'un laser bleu 10000mW simple, une impulsion laser ultra-court n'a pas seulement une couleur spécifique. Il s'agit d'un mélange d'un spectre de longueurs d'onde différentes - dans ce cas centré autour de 3,9 micromètres, dans la région infrarouge long, invisible à l'œil humain.

Dans le vide, la lumière voyage toujours à la même vitesse, quelle que soit sa longueur d'onde. Mais ce n'est pas le cas pour la lumière traversant un matériau solide. "Le matériau provoque certains composants de l'impulsion laser de se déplacer plus rapidement que d'autres.Si cet effet est habilement utilisé, l'impulsionlaser puissant 20000mw est comprimé, il devient plus court simplement en voyant à travers le matériau", dit Skirmantas Alisauskas.

Cette technique, cependant, n'est pas toujours applicable. «Si un faisceau laser pulsé d'intensités très élevées est envoyé à travers un matériau, les faisceaux tendent à s'effondrer chaotiquement en plusieurs filaments distincts», explique Audrius Pugzlys. «C'est comme un éclair qui se brise spontanément en diverses branches. Chacune des branches ne porte qu'une petite partie de l'énergie du faisceau d'origine, le faisceau laser bleu résultant ne peut plus être utilisé pour des expériences avancées de laser à champ fort.

Le groupe de recherche viennois, en collaboration avec des chercheurs de l'université d'Etat de Moscou, a maintenant identifié des conditions qui conduisent à l'auto-compression et à une puissance de crête extrêmement élevée sans que le faisceau s'effondre en filaments. "Il s'avère que nous avons affaire à deux échelles de longueur différentes", explique Valentina Shumakova. "L'échelle de longueur de la filamentation indésirable est plus longue que la longueur sur laquelle se produit l'auto-compression. Il est donc possible de trouver un régime de paramètres dans lequel l'impulsion est comprimée mais la filamentation n'est pas encore réglée. La puissance de l'impulsion de lase est 10.000 fois plus élevée que le seuil de filamentation - et pourtant elle ne s'effondre pas.

L'équipe a utilisé un cristal de grenat d'yttrium d'aluminium (YAG) d'une largeur de seulement quelques millimètres - et les résultats sont remarquables: En envoyant l'impulsion de laser à travers le cristal, sa durée diminue de 94 femtoseconds à seulement 30 femtoseconds. Son énergie reste presque la même, et la puissance (énergie par temps) augmente d'un facteur trois, à près d'un demi terawatt. "Comme le pouls est très court, sa puissance extrêmement élevée ouvre la porte à de nombreuses expériences passionnantes et peut-être même à de nouvelles technologies en science laser», explique Audrius Pugzlys.

http://jackxun.bloggets.net/introduction-recommandations-de-scurit-des-pointeurs-laser/

http://jackxun.blogrip.com/2016/12/15/les-questions-de-securite-et-laser-des-definitions/

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