Un laser chirp-pulse (laser avec des couleurs organisées dans le temps) frappant une lentille diffractive (une lentille qui distribue les couleurs le long de son axe) génère un foyer volant, qui est capturé par un film ultrarapide. Crédit :Eugene Kowaluk (Université de Rochester)
Les scientifiques ont produit un point lumineux extrêmement brillant qui peut voyager à n'importe quelle vitesse, y compris plus vite que la vitesse de la lumière. Les chercheurs ont trouvé un moyen d'utiliser ce concept, appelé « foyer volant », " pour déplacer un point focal laser intense sur de longues distances à n'importe quelle vitesse. Leur technique comprend la capture de certains des films les plus rapides jamais enregistrés.
Un "flying focus" combine une lentille qui focalise des couleurs de lumière spécifiques à différents endroits avec la récente technologie d'amplification d'impulsions chirpées, lauréate du prix Nobel, qui organise les couleurs de la lumière dans le temps. Imaginez un laser produisant un arc-en-ciel de couleurs en constante évolution qui commence par le bleu et se termine par le rouge. Concentrez maintenant la lumière avec une lentille qui concentre la lumière rouge près de la lentille et la lumière bleue beaucoup plus loin de la lentille. En raison du délai entre les couleurs, le point focal de haute intensité se déplace. En modifiant la temporisation séparant les différentes couleurs, cet endroit peut être amené à se déplacer à n'importe quelle vitesse.
"La mise au point volante s'avère être super puissante, " a déclaré Dustin Froula, le chef du groupe de physique des plasmas au Laboratoire d'énergie laser de l'Université de Rochester. "Cela nous permet de générer des intensités élevées sur des centaines de fois la distance qu'auparavant et à n'importe quelle vitesse. Nous essayons maintenant de créer la prochaine génération de lasers haute puissance et la focalisation volante pourrait être cette technologie habilitante." Son équipe, soutenu par le Département de l'énergie Office des sciences de l'énergie de fusion, présentera cette recherche à la prochaine réunion de la division de physique des plasmas de l'American Physical Society à Portland, Minerai.
"Notre groupe a entrepris de concevoir une expérience qui mesurerait la propagation d'une tache focale à n'importe quelle vitesse, dont 50 fois la vitesse de la lumière. Cela nécessitait un nouveau diagnostic qui pouvait faire un film avec des images séparées d'un trillionième de seconde, " a déclaré Froula.
En plus d'aider à inaugurer la prochaine génération de lasers haute puissance, cette recherche a le potentiel de produire de nouvelles sources lumineuses telles que celles qui génèrent de la lumière de presque toutes les couleurs.
