Исследователи из Швейцарской высшей школы установили новый рекорд для мощных импульсных лазеров. У нового лазера длительность лазерных импульсов не превышает 852 фемтосекунд (10-15 с), а пиковая мощность достигает 103 мегаватт.
Уже около 25 лет группа швейцарских исследователей совершенствует лазеры на тонких дисках для генерации более коротких и мощных лазерных импульсов. За это время ученые столкнулись с различными проблемами, которые ограничивали увеличение мощности лазера и приводили к сбоям в работе различных частей лазера. Решение этих проблем привело к открытиям и усовершенствованиям, которые способствовали созданию мощнейших лазеров ультракоротких импульсов.
Первое открытие — это особое расположение зеркал в резонаторе. Для установки зеркал были разработаны и изготовлены уникальные гибкие крепления. Эти крепления обеспечивают оптимальное расположение зеркал с низким уровнем искажений. Во время монтажа крепления охлаждаются водой. Но даже после установки из-за теплового дрейфа требуется некоторое выравнивание зеркал. Поэтому некоторые зеркала резонатора оснащены пьезомоторами для автоматического выравнивания.
Второе нововведение — это специальное зеркало SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Mirror). В отличие от обычных зеркал, отражательная способность SESAM зависит от силы падающего на него света. Для достижения хорошего качества поверхности была пересмотрена технология выращивания и изменен метод склеивания слоев. Это повысило качество и долговечность зеркала, а также сократило время лазерного импульса.
В итоге эти доработки привели к разработке сверхбыстрого дискового лазерного генератора с частотой следования импульсов 5,5 МГц, длительностью 852 фс и средней мощностью 550 Вт. Выходные параметры этого генератора делают его очень интересным для приложений в физике сильных полей. Кроме того, такой генератор хорошо подходит для промышленных применений, таких как микрообработка металлов, стекол и полупроводников.