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光学物理学

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Flash物理:光子可以在微小的硅空隙中相互作用,等离子体驱动高增益激光放大器

31 May 2017 哈米什约翰斯顿

Flash物理是我们日常选择最新的最新需要了解所选的全球物理群体的发展 物理世界‘编辑和记者团队

纳米尺寸腔电场的计算机模拟
微小的空隙:纳米尺寸腔电场的计算机模拟。 (礼貌:Hyeongrak Choi,Mikkel Heuck,以及Dirk Englund /物理。 rev. lett。)

光子可以在微小的硅空隙中相互作用

通过将它们闪烁穿过具有特定空隙的一组硅,可以使光子相对较弱的光束彼此相互作用。这是Hyongrak Choi,Mikkel Heuck的结论,以及 Dirk Englund. 在美国马萨诸塞术学院的研究。它们已经完成了计算,表明弱光束可以在一块硅内产生强的电场,该硅片包含纳米尺寸空隙的精确布置。该领域可以高达通常与这种光线相关的电场的强度的10,000倍。这种场的存在将允许光子修改围绕它的区域中的折射率。通过该区域行进的第二光子将受到这种改变的影响 - 结果是光子之间的相互作用。通常,需要极其强烈的激光来产生这种效果。在较弱的光束中交互光子的能力可能导致开发新型开关和其他设备,以创建不需要电气部件的快速和节能的光通信网络。效果描述于 物理评论信 甚至可以用于为量子计算机创建设备,其中信息被编码为光子。

等离子体驱动高增益激光放大器

Photograph of the Vulcan laser target area at the 中央激光设施 showing the set up for the plasma laser amplifier

其基于等离子体的激光放大器由其创造者描述,其具有最高的收益。由国际团队建造的 Dino Jaroszynski. 在Strathclyde大学,该系统采用了几粒持续时间激光脉冲,仅携带几种微微的能量,并将其提升至约100 MJ - 这一增益约为1亿。放大器在英国的Vulcan激光器处使用高能量100 J激光脉冲’s 中央激光设施 在牛津郡在氢气喷射时通过射击激光来产生等离子体。待扩增的微微约会激光脉冲在等离子体处焙烧,在那里它用高能激光脉冲碰撞。碰撞产生拍摄的光波,使等离子体电子成为模拟节拍波的常规模式。该波扫除高能脉冲的能量,并将其输出到低能量脉冲中,导致低能量脉冲的巨大放大。扩增过程的一个重要特征是在扩增过程中,低能量激光脉冲的持续时间不会显着增加。“我们的结果非常重要,因为它们证明了等离子体介质的灵活性作为非常高的增益放大器介质,” says Jaroszynski. “我们还表明放大器的效率可能相当大,至少10%,这是前所未有的,并且可以进一步增加。”然而,他指出,还扩增了等离子体中的随机波动,这有助于放大脉冲中的噪声。该团队认为,基于等离子体的放大器可以在下一代高功率激光器的开发中发挥重要作用。研究描述了 科学报告.

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