Laut einer in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Optics veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich einen neuen Laseroszillator entwickelt, der einen Laser erzeugt, der hinsichtlich durchschnittlicher Leistung und Intensität einen neuen Rekord für solche Laserpulse aufstellt . Die durchschnittliche Leistung betrug 550 Watt und übertraf damit den bisherigen Rekord um mehr als 50 Prozent.
Die Laserimpulse dauerten weniger als eine Pikosekunde und verließen den Laser geordnet mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von 5 Millionen Impulsen pro Sekunde. Diese ultrastarken Laserpulse mit ultrakurzen „Lebenszeiten“ können in vielen Bereichen wie der Materialbearbeitung, Augenchirurgie, Präzisionsmessungen usw. eingesetzt werden und sollen auch zu genaueren Atomuhren führen.
Wei Zhiyi, ein Forscher und Doktorvater am Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, erklärte dem Reporter von Science and Technology Daily, dass das Team zur Erzeugung dieser ultrakurzen, starken Laserimpulse einen „Scheiben“-Laseroszillator verwendet habe . Kernstück des Oszillators ist eine nur 100 Mikrometer dicke dünne Scheibe, die aus mit Ytterbiumatomen dotierten Kristallen besteht.
Die neueste Forschung basiert auf zwei technologischen Innovationen: Die erste ist die Verwendung einer einzigartigen Spiegelanordnung zur Verstärkung des oszillierenden Lichts im Laserhohlraum. Zu diesem Zweck hat das Team geschickt eine spezielle Spiegelanordnung entworfen, die das Licht auf seinem Weg durch den Laserhohlraum verstärkt. Um dieses verstärkte Licht dann in hochintensive ultrakurze Impulse umzuwandeln, verwendete das Team „Semiconductor Saturable Absorber Mirrors (SESAM)“. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Spiegeln variiert das Reflexionsvermögen eines SESAM mit der Intensität des Lichts. Wenn die Lichtintensität einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, reflektiert das SESAM das Licht effizient und schaltet den Laser vom kontinuierlichen Modus in den gepulsten Modus um.
Das Team geht davon aus, diesen Impuls weiter in den Bereich weniger Zyklen komprimieren zu können, der für die Erzeugung von Attosekundenimpulsen entscheidend ist. Die Attosekundenpulse könnten Wissenschaftlern helfen, einen tieferen Blick auf ultraschnelle physikalische Phänomene in der Materie zu werfen und so die verborgenen Geheimnisse der mikroskopischen Welt weiter zu enthüllen.
