Pour la première fois, les chercheurs de l'Université d'Umeå ont démontré toutes les capacités de leur installation laser à grande échelle. Dans une étude publiée dans Photonique de la naturel'équipe rapporte générer une combinaison de légumineuses laser ultraffites, de puissance de pointe extrême et de formes d'onde contrôlées avec précision qui permettent d'explorer les processus les plus rapides dans la nature.
Le système laser sur mesure, appelé le synthétiseur d'onde lumineux 100 (LWS100), s'étend sur 11 mètres de longueur et 1,5 mètre de large – Far plus grand que de nombreux lasers commerciaux qui sont comparables à un crayon ou à un livre. Sa taille est nécessaire pour générer et amplifier les impulsions laser ultrassement à puissance de pointe extrême.
À son apogée, il génère 100 térawatts – équivalent à cinq fois la consommation d'énergie moyenne du monde, mais que pour quelques millions de milliards de secondes de seconde. Cela fait du système le laser le plus puissant en Suède et ouvre les portes aux applications révolutionnaires telles que la compréhension des processus ultrarapides dans les biomolécules, le développement de l'électronique légère et l'amélioration de l'efficacité du panneau solaire.
Ce qui distingue le système, c'est que les impulsions sont non seulement extrêmement courtes (4.3 Femtosecondes) et puissantes – ils ont également une forme d'onde de champ électrique reproductible et contrôlée, identique de l'impulsion à l'impulsion. La réalisation de ce niveau de contrôle est particulièrement difficile dans les systèmes laser à grande échelle, mais essentiels pour de nombreuses applications avancées. Cela peut générer des impulsions à rayons X encore plus courtes qui peuvent être utilisées pour « filmer » le mouvement des électrons en temps réel.
« Nous pouvons maintenant montrer que le système offre exactement ce que nous envisageons lors de sa construction. Il s'agit d'une étape importante pour nos recherches », explique Laszlo Veisz, professeur à l'Université Umeå.
Une large gamme d'expériences est prévue en utilisant ce système laser, profitant de sa concentration de lumière temporelle et spatiale extrême. En façonnant et en concentrant des impulsions ultrastorales, les grappes d'électrons attosecondes peuvent être accélérées en énergies ultra-relativistes dans les micro-accélérateurs compacts, ou des sources de rayons X de nouvelle génération peuvent être créées pour faire avancer la science attoseconde.
Le système laser a été installé et inauguré au Département de physique de l'Université Umeå en 2022. Cet article récemment publié est la première étude scientifique à démontrer sa performance complète.
