• Wyślij znajomemu
    zamknij [x]

    Wiadomość została wysłana.

     
    • *
    • *
    •  
    • Pola oznaczone * są wymagane.
  • Wersja do druku
  • -AA+A

Femtosekundowy laser terawatowy

14:18, 25.03.2014
Femtosekundowy laser terawatowy

Femtosekundowy laser terawatowy
Femtosekundowy laser terawatowy

Podziel się:   Więcej
Nazwa wynalazku: Femtosekundowy laser terawatowy

Autorzy wynalazku: Yuriy Stepanenko pochodzi z Ukrainy ma 38 lat. Paweł Wnuk, 32 lata, oraz Czesław Radzewicz, 61 lat, to Polacy. Wszyscy członkowie zespołu to fizycy.

Idea wynalazku: Dzięki efektom optyki nieliniowej można budować wzmacniacze parametryczne, efektywnie przekazujące energię bezpośrednio z wiązki lasera pompującego do wiązki wzmacnianej. Ponieważ wprowadzana energia nie jest nigdzie gromadzona, nie ma szkodliwych efektów termicznych, a wzmocnione impulsy mają doskonałe parametry. Wzmacniacze parametryczne potrafią wzmocnić światło setki milionów razy już na drodze długości kilku centymetrów. Dzięki takim właściwościom ich rozmiary są (jak na standardy optyki wielkich mocy) naprawdę niewielkie. Przyrząd bez problemów może zmieścić się na połowie typowego biurka.

Pomysłodawca wynalazku, geneza powstania zespołu badawczego:
Idea wynalazku powstała oraz została zrealizowana w Centrum Laserowym funkcjonującym przy Instytucie Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie i Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW).

Geneza powstania wynalazku: Pomysł powstał w latach 2004-06 w czasie budowy standardowego wzmacniacza ultrakrótkich impulsów laserowych porytego na kryształach szafiru. Głównym problemem, który został rozwiązany, była modyfikacja metody wieloprzejściowego schematu w układach wzmocnienia parametrycznego impulsów laserowych.
 
 
 
...
 
Czy wynalazek został opatentowany/zgłoszony do odpowiednich instytucji?: Opatentowane zostały poszczególne (ale nie wszystkie) elementy konstrukcji wynalazku.

Zasady działania wynalazku:
W większości laserów generujących ultrakrótkie impulsy wzmocnienie światła następuje dzięki klasycznej technologii z użyciem kryształów szafiru domieszkowanych jonami tytanu. Za pomocą zewnętrznego lasera do kryształu pompowana jest energia, której część jest następnie odbierana przez właściwą, wzmacnianą wiązkę laserową. Kryształowy laserowe mają jednak wiele wad, na przykład silnie się nagrzewają i zniekształcają przekrój wiązki orz istotnie zawężają pasmo wzmacnianych impulsów - tym samym znacznie je wydłużając. Alternatywą są wzmacniacze parametryczne, wykorzystujące efekty optyki nieliniowej. Ponieważ we wzmacniaczu parametrycznym energia nie jest nigdzie gromadzona, nie pojawiają się szkodliwe efekty termiczne, a wzmocnione impulsy mają doskonałe parametry. Wzmacniacz NOPCPA charakteryzuje się przy tym kompaktowymi rozmiarami: już na długości kilku centymetrów wzmocnienie może sięgnąć setek milionów razy.

Praktyczne zastosowanie wynalazku: Na zwykłym stole optycznym udało się wyprodukować bardzo krótkie (femtosekundowe) impulsy laserowe o gigantycznej mocy 10 terawatów. Warto nadmienić, że jest to moc ponad 5 krotnie większa, niż sumaryczna moc generowaną we wszystkich elektrowniach w Europie razem wziętych. Dodatkowo, tak ogromną moc można skupić do objętości tysiąc razy mniejszej niż objętość główki od szpilki – co pozwala badać własności materii przy niespotykanych gęstościach mocy. Nowy wzmacniacz jest ważnym krokiem ku budowie kompaktowych, przenośnych i relatywnie tanich urządzeń laserowych wielkiej mocy, które mogą stać się alternatywą dla cyklotronów stosowanych m.in. w terapii antynowotworowej.

Plany na przyszłość:
W najbliższych miesiącach zamierzamy dalej zwiększać sprawność wzmacniacza, co pozwoli na podniesienie mocy impulsów laserowych nawet do kilkudziesięciu terawatów.