Focagem secundária com hipérbole após parábola. Crédito:Advanced Photonics Nexus (2024). DOI:10.1117/1.APN.3.3.036002 Lasers ultracurtos ultraintensos são ferramentas poderosas usadas em vários campos, como física, segurança nacional, indústria e saúde. Eles ajudam os pesquisadores a se aprofundar na física do laser de campo forte, nas fontes de radiação acionadas por laser, na aceleração de partículas e muito mais.
A "potência de pico" mede a intensidade desses lasers, como o laser Nova (Lawrence Livermore National Laboratory, Califórnia, EUA) com 1,5 petawatts de potência de pico, o Shanghai Super-intense Ultrafast Laser Facility (SULF, China) com 10 petawatts, ou a Infraestrutura de Luz Extrema – Física Nuclear (ELI-NP, Roménia) com uma potência de pico de 10 petawatts.
Porém, o que realmente importa nos experimentos é a intensidade focada no alvo. Os lasers são focados em alvos experimentais usando espelhos parabólicos fora do eixo. A intensidade focada, e não a potência de pico, reflete a capacidade do laser e é crucial para os usuários.
Aprimorando o foco com espelhos hiperbólicos
Atualmente, a abertura do feixe desses lasers é de 150 a 500 mm, e o número F (relacionado à capacidade de foco) é de 2 a 10. Adicionar um espelho hiperbólico rotacional após o parabólico pode reduzir o número F e, portanto, o ponto focal tamanho significativamente.
Conforme relatado em Advanced Photonics Nexus , esse método de foco secundário pode reduzir o número F por um fator de 5, o que reduz o tamanho do ponto focal do laser ultracurto ultraintenso para um tamanho de comprimento de onda único.
O autor correspondente, Zhaoyang Li, do Laboratório Chave de Ciência e Tecnologia de Laser Ultraintenso, Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai (China), observa que esta técnica permite o menor ponto focal possível:"A utilização de espelhos hiperbólicos para foco secundário pode reduzir o foco focal ponto focal de nossos lasers ultracurtos ultraintensos, desde um tamanho de vários comprimentos de onda até um tamanho de comprimento de onda único, alcançando o menor ponto focal possível."
Li e sua equipe relatam que pontos focais de comprimento de onda único podem ser alcançados adicionando um espelho hiperbólico rotacional otimizado aos atuais lasers da classe petawatt de femtosegundo ou futuros lasers da classe petawatt de ciclo único.
"Em combinação com nosso método de amplificação de pulso chilreado óptico não colinear de grande angular (WNOPCPA) proposto anteriormente, espera-se atingir a condição de intensidade mais alta de uma instalação de laser ultracurto ultraintenso, que está concentrando toda a energia do laser em um espaço espaço-temporal cubo focal delimitado pelo comprimento de onda do centro do laser Isso aumentará drasticamente a capacidade experimental de lasers ultracurtos ultraintensos na aplicação da física do laser de campo forte, como a eletrodinâmica quântica de vácuo, "diz Li.
