Les lasers ultra-intenses et ultra-courts sont des outils puissants utilisés dans divers domaines tels que la physique, la sécurité nationale, l'industrie et les soins de santé. Ils aident les chercheurs à se plonger dans la physique des lasers à champ fort, les sources de rayonnement laser, l'accélération des particules, et bien plus encore.
La « puissance de pointe » mesure l'intensité de ces lasers, comme le laser Nova (Lawrence Livermore National Laboratory, Californie, États-Unis) avec 1,5 pétawatts de puissance crête, le Shanghai Super-intense Ultrafast Laser Facility (SULF, Chine) avec 10 pétawatts, ou l'Extreme Light Infrastructure—Nuclear Physics (ELI-NP, Roumanie) avec une puissance maximale de 10 pétawatts.
Cependant, ce qui compte vraiment dans les expériences, c'est l'intensité focalisée sur la cible. Les lasers sont focalisés sur des cibles expérimentales à l'aide de miroirs paraboliques hors axe. L'intensité focalisée, et non la puissance maximale, reflète la capacité du laser et est cruciale pour les utilisateurs.
Actuellement, l'ouverture du faisceau de ces lasers est de 150 à 500 mm et le nombre F (lié à la capacité de focalisation) est de 2 à 10. L'ajout d'un miroir hyperbolique rotationnel après le miroir parabolique peut réduire le nombre F et donc le point focal. taille de manière significative.
Comme indiqué dans Advanced Photonics Nexus , cette méthode de focalisation secondaire peut réduire le nombre F d'un facteur 5, ce qui réduit ensuite la taille du point focal du laser ultra-intense ultra-court à une taille de longueur d'onde unique.
L'auteur correspondant Zhaoyang Li du Laboratoire clé de science et technologie des lasers ultra-intenses de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai (Chine), note que cette technique permet d'obtenir le point focal le plus petit possible :« L'utilisation de miroirs hyperboliques pour la focalisation secondaire peut réduire la focale. spot de nos lasers ultra-intenses ultracourts d'une taille de plusieurs longueurs d'onde à une seule taille de longueur d'onde, obtenant ainsi le point focal le plus petit possible. "
Li et son équipe rapportent que des points focaux à longueur d'onde unique peuvent être obtenus en ajoutant un miroir hyperbolique rotationnel optimisé aux lasers femtosecondes actuels de classe pétawatt ou aux futurs lasers de classe pétawatt à cycle unique.
"En combinaison avec notre méthode d'amplification d'impulsions paramétriques paramétriques optiques non colinéaires grand angle (WNOPCPA) précédemment proposée, elle devrait atteindre la condition d'intensité la plus élevée d'une installation laser ultra-intense et ultracourte, qui concentre toute l'énergie laser dans un espace spatio-temporel. "Cube focal bordé par la longueur d'onde centrale du laser. Cela améliorera considérablement la capacité expérimentale des lasers ultra-intenses ultra-courts dans l'application de la physique des lasers à champ fort, comme l'électrodynamique quantique sous vide", explique Li.
Plus d'informations : Zhaoyang Li et al, Focalisation à longueur d'onde unique de lasers ultra-intenses ultracourts avec miroirs hyperboliques rotationnels, Advanced Photonics Nexus (2024). DOI :10.1117/1.APN.3.3.036002
Fourni par SPIE
