Utilisation de lasers à pompe pour créer des lentilles plasma qui se concentrent à des niveaux d’intensité très élevés

z est D ), disposés de sorte que leur motif d’interférence soit une plaque de zone sinusoïdale. (b) À un moment retardé, un laser sonde traverse la structure résultante et est diffracté en un ou plusieurs ordres. (c) Le profil d’intensité des pompes qui se chevauchent et la modulation d’indice qui en résulte. ( d ) Le pic de modulation de l’indice de réfraction en fonction du temps, montrant la formation de la structure avec l’arrivée des pompes, suivie d’une décroissance et d’une éventuelle modification par la sonde. L’amplitude et l’échelle de temps dépendent toutes deux du mécanisme non linéaire choisi. Crédit : Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.128.065003″ width=”500″ height=”200″/>

Schéma d’une lentille plasma holographique. (a) Deux lasers de pompe se chevauchent dans un gaz (étendue le long Monsieur. est ), agencés de manière à ce que leur diagramme d’interférence soit une plaque zonée sinusoïdale. (b) À un moment retardé, un laser sonde traverse la structure résultante et est diffracté en un ou plusieurs ordres. (c) Le profil d’intensité des pompes qui se chevauchent et la modulation d’indice qui en résulte. ( d ) Le pic de modulation de l’indice de réfraction en fonction du temps, montrant la formation de la structure avec l’arrivée des pompes, suivie d’une décroissance et d’une éventuelle modification par la sonde. L’amplitude et l’échelle de temps dépendent toutes deux du mécanisme non linéaire choisi. Crédit: Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.128.065003

Une équipe de chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory, de l’Université de Californie à Berkeley et de l’Université de Princeton a développé des techniques à base de plasma pour construire une lentille pour les faisceaux laser d’une puissance à l’échelle du pétawatt. Dans leur article publié dans la revue Lettres d’examen physiquele groupe décrit les deux techniques qu’ils ont développées.

Les physiciens qui travaillent avec des accélérateurs de particules et des efforts de recherche sur la fusion espèrent que d’autres chercheurs construiront des lasers plus puissants que ceux actuellement disponibles. Un tel travail a été retardé par la technologie optique à semi-conducteurs utilisée pour créer des lasers – leur donner plus de puissance endommagerait les pièces utilisées pour générer le laser, les rendant inutiles. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont noté que d’autres chercheurs avaient découvert que le plasma pouvait être utilisé pour créer des composants optiques tels que des amplificateurs et des miroirs. Ils se sont demandé s’il en allait de même pour le type de lentille nécessaire pour produire des faisceaux laser extrêmement puissants. Ils ont proposé un concept qui impliquait d’induire des modèles de haute et de basse densité dans un plasma donné. La lumière qui le traverse, notent-ils, subirait un déphasage basé sur la densité du plasma.

Les chercheurs n’ont pas réellement construit un tel laser, mais ont plutôt proposé deux façons de le construire. La première méthode consistait à tirer deux lasers de pompe sur un échantillon de gaz. Le premier laser a ionisé le gaz en un plasma, tandis que le second ne l’a pas fait. Le résultat était un plasma avec une configuration en œil de bœuf d’anneaux de plasma haute et basse densité, qui pourrait être utilisé comme lentille laser.

La deuxième approche consistait à tirer deux lasers de pompe sur un plasma déjà existant de manière à en pousser certaines parties vers des zones à haute intensité tandis que d’autres étaient poussées vers des zones à faible intensité. Le résultat final, comme pour la première approche, a été le développement d’une configuration en œil de bœuf qui pourrait être utilisée comme lentille laser haute puissance.

Les chercheurs ont créé des simulations pour tester leurs idées et ont découvert que la première approche pouvait être utilisée pour créer des faisceaux laser avec des intensités allant jusqu’à 1015 L/cm2tandis que le second pourrait être utilisé pour créer des faisceaux avec des intensités aussi élevées que 1018 L/cm2.


La recherche décrit la lumière lente et rapide dans le plasma


Plus d’information:
MR Edwards et al, Lentilles plasma holographiques, Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.128.065003

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Citation: Utilisation de lasers à pompe pour créer des lentilles plasma qui se concentrent à des niveaux d’intensité très élevés (11 mars 2022) récupéré le 15 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-lasers-plasma-lenses-focus-high. html

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