Ученые из института Фотоники и оптики Сиднейского института, Австралия, разработали лазер, основанный на совсем новейших физических принципах, за счет которых он может производить сверхкороткие импульсы света, в каких сосредоточена большущая энергия. Работа этого лазера базирована на использовании так именуемых биквадратных солитонов, новейшего физического эффекта, открытого учеными этого же института в 2016 году.
Отметим, что на свете есть лазеры, использующие обыкновенные солитоны, именуемые «кристаллами света» и которые являются волнами света, способными сохранять свою форму на огромных расстояниях. И такие лазеры уже довольно издавна употребляются в телекоммуникациях, метрологии, спектрометрии и медицине. Они ординарны и недороги в изготовлении, но они владеют одним значимым недочетом — очень малой мощностью генерируемых ими импульсов света.
Согласно законам физики энергия импульса обыденного солитонного лазера назад пропорциональна продолжительности этого импульса, E = 1/t. Если продолжительность импульса сокращается вдвое, то его энергия возрастает пропорционально, тоже вдвое. Но, если в базе лазера лежит внедрение биквадратных солитонов, то энергия импульса уже становится назад пропорциональна продолжительности в третьей степени, E = 1/t^3. И в таком случае двукратное сокращение продолжительности импульса приведет к восьмикратному повышению его энергии.
В собственных исследовательских работах австралийские ученые экспериментально обосновали, что соотношение продолжительности и энергии импульса света новейшего лазера подчиняется конкретно формуле E = 1/t^3. И конкретно в этом прячется возможность сотворения лазеров, владеющих большей импульсной пиковой мощностью, чем любые современные лазеры.
В истинное время опытнейший эталон биквадратного солитонного лазера способен производить импульсы, продолжительностью в одну триллионную долю секунды, пиковая мощность которых исчисляется единицами и десятками Ватт. Но в предстоящем ученые планируют достигнуть сокращения продолжительности импульса до нескольких фемтосекунд, квадриллионных толикой секунды, опосля что пиковая мощность этих импульсов будет исчисляться уже сотками киловатт.
И если австралийским ученым получится воплотить свои задумки в жизнь, то сделанный ими лазер отыщет массу областей для его практического внедрения, сначала там, где требуется обработка чего-либо светом высочайшей интенсивности с исключением риска нагрева и термического повреждения обрабатываемого материала. Например, в лазерной хирургии, где луч света не должен наносить повреждений тканям, находящимся рядом с местом проведения операции.
Источник: