В США появился новый самый мощный лазер

Лазерная установка ZEUS в Мичиганском университете примерно вдвое превысила пиковую мощность любого другого лазера в США: в ходе первого официального эксперимента она достигла 2 петаватт (2 квадриллиона ватт). Эта мощность, превышающая глобальную выработку электроэнергии в 100 раз, сохраняется только в течение короткого времени лазерного импульса — всего 25 квинтиллионных долей секунды. Особенностью ZEUS является то, что это не просто один большой лазерный поток, а возможность разделить свет на несколько лучей.

Физики сгенерировали электронные пучки с самым высоким током и пиковой мощностью

Группа физиков из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парке, Калифорния, сгенерировала электронные пучки с самым высоким током и пиковой мощностью, когда-либо созданные. Группа опубликовала свою статью в Physical Review Letters. Основная идея — упаковать как можно больше заряда в кратчайший промежуток времени. В эксперименте учёные генерировали 100 килоампер тока всего за одну квадриллионную секунды.

Разработан лазер на тонком диске на основе фторида иттрия-лития, легированного гольмием, работающий при комнатной температуре

В исследовании, опубликованном в журнале Optics Express, учёные под руководством профессора Фу Юйси из Сианьского института оптики и точной механики (XIOPM) Китайской академии наук разработали первый тонкодисковый лазер на основе фторида иттрия-лития, легированного гольмием (Ho:YLF), работающий при комнатной температуре, который может обеспечить высокую эффективность и качественный выходной сигнал непрерывного лазера. Экспериментальные результаты показали, что при накачке лазера 1940 нм волоконным лазером, легированным Tm, с диаметром пятна накачки 1,8 мм он достигал пиковой выходной мощности 26,5 Вт с оптической эффективностью 38,1% и наклонной эффективностью 42,0%. Качество луча было близко к дифракционному пределу , а относительное стандартное отклонение стабильности мощности составляло всего 0,35%.

Полностью оптический контроль дефектов захвата заряда в оксидах, легированных редкоземельными элементами

Размер объекта, создающего "единицы" и "нули", накладывал ограничение на размер запоминающего устройства. Но теперь исследователи Школы молекулярной инженерии имени Притцкера Чикагского университета (UChicago PME) изучили метод создания единиц и нулей из дефектов кристалла, каждый из которых имеет размер отдельного атома для классических приложений компьютерной памяти. Их исследование было опубликовано в журнале Nanophotonics.

Математические решения для изучения двумерного взаимодействия света в фотонных кристаллических лазерах

Фотонные кристаллические поверхностно-излучающие лазеры (PCSEL) — это усовершенствованные лазерные диоды, в которых оптическое усиление обычно распределяется латерально к распространяющемуся свету в структуре фотонного кристалла (PC). Они отличаются от традиционных лазеров разделением функций усиления, обратной связи и излучения, предлагая масштабируемую одномодовую мощность и инновационные конструкции. Это приводит к повышению производительности и новым возможностям применения. В статье, опубликованной в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 20 ноября 2024 года, учёные разработали метод численного моделирования взаимодействия световых волн внутри PCSEL.

Новые ограничения на температуру плавления и фазовую стабильность ударно-охлажденного железа до 270 ГПа

Учёные из Европейского центра синхротронного излучения в Гренобле, Политехнического института Парижа и других институтов по всему миру провели исследование температуры плавления и фазовой стабильности ударно-сжатого железа при высоких температурах и давлениях с использованием сверхбыстрой рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Их выводы, опубликованные в Physical Review Letters, проливают новый свет на кривую плавления и структурную фазу железа в экстремальных условиях.

Пространственно-временная топология пар плазмонных спин-меронов, выявленная с помощью поляриметрической фотоэмиссионной микроскопии

Одним из наиболее мощных инструментов для изучения плазмонных волн является электронная микроскопия с временным разрешением, которая для наблюдения за волновым поведением использует ультракороткие лазерные импульсы. Недавно международная исследовательская группа существенно расширила границы этого метода. Как сообщается в Advanced Photonics, чтобы захватить полное электрическое поле плазмонных волн, учёные использовали несколько лазерных импульсов с задержкой по времени четырех разных поляризаций. Такой подход позволил достичь ранее невозможного уровня точности. Это исследование показывает, что теперь можно изучать сложные спиновые текстуры с высокой точностью и в чрезвычайно короткие сроки. Способность точно реконструировать полные электрические и магнитные поля поверхностных плазмон-поляритонов открывает новые возможности для изучения топологических свойств ближних электромагнитных полей, что может иметь важные последствия для будущих технологий на наноуровне.

Когерентное управление динамикой релятивистских электронов в плазменной нанофотонике

Институт фундаментальных исследований Тата в Мумбаи в сотрудничестве с Австралийским национальным университетом в Канберре продемонстрировал новый способ управления лучом релятивистских электронных импульсов, создаваемых фемтосекундным лазером сверхвысокой интенсивности. Исследование опубликовано в журнале Laser and Photonics Reviews. Используя твердое тело с поверхностью, украшенной наностолбиками, авторы этой новаторской работы управляют электронами импульсами энергии МэВ и направляют их узкими лучами, регулируя угол падения лазера. Наноструктура усиливает локальные электрические поля, обеспечивая более высокое ускорение, чем плоские поверхности, а разумный выбор угла падения и расстояния может направить электронные импульсы в желаемом направлении. Моделирование показывает, что электронные импульсы имеют аттосекундную длительность.

Создан первый в мире синий полупроводниковый лазер с перестраиваемой длиной волны

Учёные из Университета Осаки создали первый в мире компактный синий полупроводниковый лазер с перестраиваемой длиной волны, что является значительным достижением в области технологии дальнего ультрафиолета с многообещающим применением в стерилизации и дезинфекции. Работа опубликована в журнале Applied Physics Express. Высокоэффективные устройства преобразования длины волны имеют очень узкую полосу пропускания, что делает одноволновые лазеры идеальными в качестве источников возбуждения. Кроме того, важны точный контроль длины волны и возможность ее настройки. Хотя сообщалось о нескольких одноволновых синих лазерах с грубой периодической структурой, ни один из них не достиг настраиваемого управления длиной волны. Лазер с перестраиваемой длиной волны колеблется в диапазоне 405 нм, но его структуру можно легко адаптировать и к диапазону 460 нм.

Расширение запрещенной зоны по импульсу в фотонных кристаллах времени за счет резонансов

Международная исследовательская группа впервые разработала реалистичные фотонные кристаллы времени — экзотические материалы, которые экспоненциально усиливают свет. Этот прорыв открывает захватывающие возможности в таких областях, как связь, визуализация и зондирование, закладывая основу для более быстрых и компактных лазеров, датчиков и других оптических устройств. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics. В работе учёные предлагают с помощью теоретических моделей и электромагнитного моделирования первый практический подход к созданию "по-настоящему оптических" фотонных кристаллов времени. Используя массив крошечных кремниевых сфер, они предсказывают, что особые условия, необходимые для усиления света, которые ранее были недоступны, наконец-то могут быть достигнуты в лаборатории с использованием известных оптических методов.