Nowa generacja ultraszybkich laserów
Lasery ultraszybkie, generujące impulsy energii o czasie trwania zaledwie kilku femtosekund, są wykorzystywane w wielu procesach przemysłowych. Stosuje się je w tak różnorodnych dziedzinach, jak korekcja wzroku, produkcja ogniw słonecznych czy metrologia półprzewodnikowa. W laboratoriach naukowych i w przemyśle znaleźć można dwa rodzaje laserów zdolnych do generowania krótkich impulsów. Lasery szafirowe generują bardzo krótkie impulsy z umiarkowaną szybkością powtarzania i mocą. Z kolei lasery iterbowe cechują się bardzo dużą szybkością powtarzania i mocą, ale wytwarzane przez nie impulsy nie są aż tak krótkie. W ramach projektu FLAME (Femtosecond light amplifiers in the megahertz regime) cztery europejskie firmy i dwie instytucje badawcze połączyły siły z zamiarem zbudowania innowacyjnego ultraszybkiego źródła lasera, łączącego w sobie najlepsze cechy tych urządzeń. Uczestnicy projektu opracowali źródło światła, które może generować bardzo krótkie i silne impulsy z prędkością dwóch milionów impulsów na sekundę. Ponadto możliwe jest modyfikowanie długości fal w całym widmie widzialnym i bliskiej podczerwieni. Dzięki projektowi powstał ultraszybki laser o szybkości powtarzania impulsów zwiększonej o dwa rzędy wielkości, czasie ich trwania zwiększonemu o jeden rząd wielkości oraz o wyższej średniej mocy niż dostępne na rynku wzmacniacze laserowe, lasery światłowodowe czy oscylatory o niewielkiej liczbie cykli. Przy pomocy nieliniowego procesu optycznego nazywanego optycznym wzmacnianiem parametrycznym naukowcy byli w stanie przenosić energię z jednego impulsu na drugi, a tym samym uzyskać ultrakrótkie impulsy o bardzo wysokiej energii, generowane z bardzo dużą prędkością. Uczestnicy projektu FLAME zaangażowali się nie tylko w budowę ultraszybkich źródeł laserowych, ale także w opracowanie nowych instrumentów detekcyjnych. Dokładniej mówiąc, opracowano zaawansowane detektory do obrazowania elektronów i jonów, przystosowane do badań eksperymentalnych prowadzonych przy użyciu nowych systemów laserowych. Źródło światła opracowane w projekcie FLAME należy do nowej generacji laserów femtosekundowych, charakteryzujących się wysoką energią impulsów i megahertzową częstotliwością repetycji. Dzięki omawianemu projektowi na rynku ultraszybkich laserów będą mogli pojawić się też nowi gracze.
Słowa kluczowe
Ultraszybkie lasery, szybkość powtarzania, krótkie impulsy, obrazowanie jonowe, megahertz
