Institut za fundamentalna istraživanja Tata u Mumbaju je pionir metode za sveobuhvatno merenje ultra-velike snage ultrakratkih laserskih impulsa. Rad u kome se ovo izveštava objavljen je u časopisu Optica.
Laser, čudo savremenog sveta, proizveo je impulse najkraćeg vremenskog trajanja ikada poznatih ljudima. I ne samo to, on je takođe obezbedio sredstvo za pakovanje velikih količina svetlosne energije u tom izuzetno kratkom trajanju, što je dovelo do astronomski velikih ‘vršnih’ snaga, u veličini hiljadama puta većoj od ukupne potrošnje električne energije u svetu.
Merenje vremenskog oblika ovih impulsa, međutim, nije težak zadatak i dok su naučnici osmislili pametne načine tokom poslednjih nekoliko decenija, ostaje nekoliko značajnih izazova.
Kao prvo, vremenska izobličenja koja trpe kratki puls kad god prođe kroz medijum. I što je veća snaga, to su teža izobličenja.
Još jedna velika komplikacija ima veze sa time što je vremenski profil impulsa različit u različitim tačkama unutar samog laserskog zraka. Naučnici se najčešće ne brinu o ovim varijacijama u prostornom opsegu snopa i pretpostavljaju jedan vremenski profil.
Međutim, što je veći snop i/ili što je veća dužina koju prelazi u medijumu, ta izobličenja postaju kritičnija, dramatično menjajući puls. A pri ultravisokim vršnim snagama imperativ je znati koliko je vremensko trajanje u različitim tačkama u prostornom opsegu zraka.
TIFR tim je koristio specijalno dizajniran instrument za merenje vremenskih profila u prostornim tačkama u ultrakratkom laserskom snopu. Koristili su optičku tehniku nazvanu ‘spektralna interferometrija’ na različitim prostornim lokacijama širom zraka istovremeno, da bi to postigli. Tim je sarađivao sa Univerzitetom Umea u Švedskoj na ovoj studiji.
Sa naučnim svetom koji maršira ka najvećim laserskim snagama koje nikada ranije nije bilo zamislivo (desetine hiljada triliona vati) u laserskim zrakama raširenim na prečnikima od nekoliko desetina centimetara, ovaj metod neće biti samo izuzetno koristan već i suštinski.
Ovi laseri ultra velike snage emituju impulse s vremena na vreme—jednom tokom mnogo sekundi / minuta / sati. Ranije tehnike merenja zahtevale su uzorkovanje više impulsa pre procene profila pulsa i bile su izuzetno glomazne.
TIFR unapred rešava i ovo. Radi za jedan impuls.
Kako laserska vršna snaga pada kroz krov, normalne čvrste optičke komponente ne mogu da se nose sa njima jer se razlažu jonizacijom. Tehnologija se stoga kreće ka korišćenju jonizovane materije ili same ‘plazme’ za dizajniranje ovih optičkih komponenti. A ove plazme mogu biti veoma nestabilne i izazvati dalje distorzije u prostorno-vremenskim profilima impulsa koji pada na njih. TIFR metoda je savršeno prikladna za merenje ovih izobličenja.
Jednokratno rešenje za sve lasere ultra velike snage? To je obećanje.
