Un sistema de láser revolucionario
Los láseres de alta intensidad disponibles hoy en día generan un petavatio de potencia con una cadencia de un pulso de láser por segundo. No obstante, las aplicaciones prácticas en el campo de la física de altas energías precisan fuentes de láser que generen velocidades de repetición mayores y posean una eficacia superior. Se prevé alcanzar una velocidad de repetición de 10-kHz, lo que implica una potencia de láser de unos 100 kW. Si bien los láseres de fibra resultan adecuados para las aplicaciones de alta potencia, los ultrarrápidos generan pulsos de energía muy baja debido a que presentan no linealidades ópticas. Un equipo de científicos puso en marcha el proyecto dotado de fondos europeos «International coherent amplification network» (ICAN) para aprovechar la eficacia y las capacidades de control y potencia de los láseres de fibra y así generar fuentes de pulsos con una cadencia rápida y alta energía. Una serie de congresos y talleres permitió al proyecto estudiar la posibilidad de añadir de forma coherente pulsos de miles de láseres de fibra. Un sistema de este tipo proporcionaría la potencia y la eficacia necesarias para producir de forma económica un flujo de protones relativísticos de gran tamaño a distancias superiores al milímetro. Un sistema láser con aplicación en la física de altas energías precisa de miles de fibras en las que cada una porta una pequeña cantidad de energía láser. Ofrece así la ventaja de valerse de elementos del ámbito de las telecomunicaciones que ya se han estudiado en profundidad y que, gracias al bombeo de diodos láser, ofrecen una eficacia excelente. Con la intención de profundizar en este planteamiento láser se abarcaron varios ámbitos como las limitaciones físicas fundamentales o la viabilidad de su construcción. En concreto estudiaron la eficiencia y los límites de potencia medios y extremos de los sistemas de láseres ultrarrápidos combinados con coherencia. Además se estudió la recombinación espacial y temporal de una cantidad elevada de amplificadores de fibra y la calidad del haz tanto espacial como temporal. Del mismo modo, se redujo la duración del pulso y se manipuló la forma del mismo. Entre los resultados se puede contar un plan de implementación y otro de acción en el que se señalan escollos técnicos, posibles soluciones y métodos de fabricación con los que recabar socios internacionales y dar publicidad al sistema. La tecnología de ICAN encontraría aplicación en la transmutación nuclear, los haces de rayos gamma de energía controlada con fines de identificación de isótopos, en farmacología nuclear y terapia protónica.
Palabras clave
Láser de fibra, acelerador de partículas, física de alta energía, velocidad de repetición, potencia media, diodo láser, amplificador
