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Cristallo di zaffiro con drogaggio al titanio

Il mezzo attivo del laser ILIL è il cristallo di zaffiro con drogaggio al titanio. In foto è mostrato quello nell’ultimo multipasso, più grande in dimensioni [5*5*2.5 cm]. La fluenza dei laser di pompa in tutto il sistema è mantenuta al di sotto del valore di 1 J / cm2 , restando così ben al di sotto della soglia di danneggiamento del cristallo Ti: Sa e producendo un’efficienza di estrazione di energia inferiore al 30%.

Il compressore ottico

Nel compressore ottico i reticoli di diffrazione permettono di ricomprimere temporalmente l’impulso a circa 40fs mantenendo l’energia ottenuta alla fine della catena di amplificatori, cioè 600mJ.

Considerando un’efficienza del 65% della compressione, si arriva sul bersaglio ad una potenza di circa 10TW.

A partire dal compressore il fascio laser viaggia sottovuoto per evitare fenomeni di breakdown con l’aria, cioè la formazione di plasma.

IL CPA

La tecnica della CPA, cioè Chirped Pulse Amplification, teorizzata negli anni’80 da Gerard Mouroru e Donna Strickland, e grazie alla quale nel 2018 questi due scienziati sono stati premiati con il Nobel per la Fisica, ha permesso lo sviluppo dei laser di alta potenza, in quanto ha consentito l’amplificazione in termini di energia, di impulsi più lunghi temporalmente e quindi meno potenti, senza danneggiare la catena degli elementi ottici.

L’impulso principale (detto seed) in uscita dall’oscillatore viene portato nel booster ad energie più elevate (mille volte maggiori) e poi viene stretchato, cioè “allungato” temporalmente fino a centinaia di ps.

A questo punto il fascio può essere amplificato prima in un amplificatore rigenerativo e poi in due amplificatori multipasso. Alla fine della catena raggiunge 600mJ di energia, ma è lungo temporalmente, dunque, sempre secondo lo schema della CPA, viene ricompresso temporalmente in quello che è chiamato proprio compressore ottico.

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