Badanie skupiania lasera za pomocą luster plazmowych
LASER, czyli wzmocnienie światła w wyniku wymuszonej emisji promieniowania (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), znalazł wiele zastosowań od jego odkrycia w latach 60-tych. Lasery są dziś niezbędne w wielu zastosowaniach, od cięcia metali i identyfikowania wrogich celów, aż po chirurgię wewnętrzną i kosmetyczną. Te urządzenia optyczne nie robią nic więcej poza emisją światła, jednak w formie wąskiego i spójnego promienia. Mówiąc prostymi słowami, spójność to cecha promienia laserowego składającego się z fal świetlnych o tej samej długości, fazie i polaryzacji. Z tej podstawowej właściwości lasera wynika wiele, jeżeli nie wszystkie, z jego ważnych zastosowań. Do śledzenia cząstek elementarnych poruszających się z prędkością bliską prędkości światła i zderzających się ze sobą, tworząc inne egzotyczne cząstki elementarne, wymagane są promienie laserowe o bardzo wysokim natężeniu i impulsy o długości femtosekund (10[-15]s). Wytwarzaniu krótkich impulsów o dużym natężeniu towarzyszy niestety spontaniczna emisja światła niespójnego. Zjawisko znane jako wzmocniona, spontaniczna emisja (ASE, Amplified Spontaneous Emission) objawia się dynamicznie na rosnącej krawędzi tych femtosekundowych impulsów o dużym natężeniu. Zmniejszenie efektu ASE i wyostrzenie promienia laserowego było celem projektu SHARP. Cel ten został osiągnięty dzięki wykorzystaniu luster plazmowych. Po pojedynczym odbiciu od lustra plazmowego z powłoką z materiału antyrefleksyjnego kontrast promieni zwiększył się o więcej niż 102, z wydajnością większą niż 60%, przy zachowaniu dobrej jakości promieni. Jednak ze względu na właściwości relatywistyczne, gdy natężenie promienia musi przekraczać 1018 watów na centymetr kwadratowy, wymagane są dwa lustra. W tej konfiguracji uzyskano znaczne zwiększenie kontrastu promienia i ostry punkt ogniskowania. W celu opisania dynamiki lustra plazmowego opracowano przyjazny dla użytkownika kod hydrodynamiczny, który można uzyskać po zgłoszeniu takiego zapotrzebowania. Ponadto szczegółowe opisy przeprowadzonych w ramach projektu doświadczeń i ich wyników opublikowano w wysoce uznanych czasopismach naukowych.
