W kompaktowym urządzeniu, dzięki wspomnianej metodzie, pojedyncze impulsy laserowe osiągną moc dziesiątków terawatów przy - rekordowych w skali świata - parametrach wzmocnienia - poinformował IChF w przekazanym komunikacie. W większości laserów generujących ultrakrótkie impulsy wzmocnienie światła następuje dzięki klasycznej technologii z użyciem kryształów szafiru - wyjaśniają przedstawiciele Instytutu. Za pomocą zewnętrznego lasera do kryształu pompuje się energię, z której część jest następnie odbierana przez właściwą, wzmacnianą wiązkę laserową. Kryształy laserowe mają jednak wiele wad, na przykład silnie się nagrzewają i zniekształcają przekrój wiązki światła. Alternatywą są specjalne wzmacniacze parametryczne. Laser ze wzmacniaczem tego typu powstanie w warszawskim Centrum Laserowym IChF i FUW. - Nasz cel jest prosty. Chcemy zbudować najbardziej efektywny i kompaktowy parametryczny wzmacniacz światła na świecie - deklaruje dr Yuriy Stepanenko z IChF PAN. Technologię optycznego wzmacniacza parametrycznego NOPCPA (Noncollinear Optical Parametric Chirped Pulse Amplifier) od kilku lat rozwija w Centrum zespół prof. Czesława Radzewicza. Polega ona na efektywnym przekazywaniu energii bezpośrednio z wiązki lasera pompującego do wiązki wzmacnianej. "Ponieważ we wzmacniaczu parametrycznym energia nie jest nigdzie gromadzona, nie pojawiają się szkodliwe efekty termiczne, a wzmocnione impulsy mają doskonałe parametry. Wzmacniacz NOPCPA ma przy tym kompaktowe rozmiary: już na długości kilku centymetrów wzmocnienie może sięgnąć setek milionów razy" - napisano w komunikacie IChF PAN. Teoretyczna sprawność wzmacniacza parametrycznego wynosi ok. 60 proc., jest jednak trudna do uzyskania i w dotychczas najlepszych urządzenia tego typu dochodzi do 30 proc. "Nasz plan minimum to 40 proc. efektywności, spróbujemy jednak pokonać barierę 50 proc." - mówi dr Paweł Wnuk z IChF PAN. Naukowcy spodziewają się, że pierwsze impulsy o czasie trwania kilkunastu femtosekund (femtosekunda to jedna biliardowa część sekundy - przyp. red.) i mocy 10 terawatów (1 terawat = 10^12 watów) będą emitowane przez laser już na początku przyszłego roku. To jednak tylko początek drogi. - Mamy nadzieję, że już obecna wersja wzmacniacza parametrycznego pozwoli nam wyprodukować impulsy przekraczające 100 TW - podkreśla prof. Radzewicz. Obliczenia wykazują, że impulsy laserowe o mocy 500 TW można byłoby wykorzystać do rozpędzania protonów do energii pozwalających na zastosowania w terapiach medycznych, na przykład antynowotworowych. Lasery o tak dużych mocach można dziś znaleźć tylko w kilku ośrodkach naukowo-badawczych na świecie. - Mamy wszelkie podstawy przypuszczać, że nasza metoda wzmacniania światła może w przyszłości pomóc konstruować stosunkowo tanie lasery do akceleracji protonów, na dodatek na tyle zwarte, że byłyby w zasadzie urządzeniami przenośnymi - mówi dr Stepanenko. Nowy laser zostanie wykorzystany do budowy dwóch układów demonstracyjnych. Pierwszy z nich będzie służył do tworzenia źródeł promieniowania rentgenowskiego o rozmiarach mikrometrowych. Źródła tego typu znajdują zastosowanie m.in. w mikroskopii rentgenowskiej, zwłaszcza przy badaniu materiałów konstrukcyjnych. Drugi demonstrator będzie lidarem, czyli przyrządem służącym do pomiaru zanieczyszczeń w atmosferze.