naukawpolsce.pl | dodane 17-03-2011
Fot. naukawpolsce.pl
Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF) i Wydziału Fizyki UW (FUW) rozpoczęli prace nad skonstruowaniem nowatorskiego lasera, w którym zostanie wykorzystana wyjątkowa metoda wzmacniania światła. Uczeni liczą, że zacznie on działać na początku 2012 r. W kompaktowym urządzeniu, dzięki wspomnianej metodzie, pojedyncze impulsy laserowe osiągną moc dziesiątków terawatów przy - rekordowych w skali świata - parametrach wzmocnienia - poinformował IChF w przekazanym PAP 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. PAP) i mocy 10 terawatów 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.
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.
Dr Yuriy Stepanenko z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie przy stole optycznym z aparaturą laserową. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski
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.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Nowoczesne leczenie i optymizm – najlepsze antidotum na SM
- Choroba poznana 80 lat temu - wciąż nieznana. Rusza pierwsza w Polsce kampania edukacyjna dla pacjentów z ultrarzadkim nowotworem krwi: „Makroglobulinemia Waldenströma. Śladami Doktora Jana”
- Choroba Gauchera – wizytówka polskiego podejścia do chorób ultrarzadkich
- Antykoncepcja awaryjna nabiera tempa: Nowe dane Centrum e-Zdrowia
- Kardiolożka: o serce trzeba dbać od najmłodszych lat
- Ponad 600 tys. Polaków zaszczepiło się przeciw grypie
- Refundacja na papierze. Pacjentki tylko z jednego województwa mogą liczyć na leczenie zgodne z listą refundacyjną, która weszła w życie kilka miesięcy temu
- Pierwsze w Polsce zabiegi ablacji arytmii z zastosowaniem technologii CARTOSOUND FAM. „Niezwykle ważny krok w rozwoju elektrofizjologii”
- Czy starsi pacjenci otrzymają lepszą ochronę jeszcze w tym sezonie?
- Wyzwania hematoonkologii - na jakie terapie czekają polscy pacjenci?
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
