Видео: фемтосекундный лазерный бластер
Ух, как весело-то в Лазерном центре Института физической химии Польской академии наук! Смотрите, какое видео они сделали!
Это замедленная съёмка выстрела 10-тераваттного фемтосекундного лазера. Длительность импульса — около 10-20 фемтосекунд, что соответствует длине около 3-6 микрон. На видео мы видим не сам импульс, а свечение ионизированного им воздуха (в центре коридора импульс ещё проходит и сквозь пары воды, поэтому наблюдается более яркая вспышка). При этих мощностях лазерные импульсы способны испытывать в воздухе самофокусировку и образуют длинные филаменты, распространяясь без заметной дифракции на расстояния порядка нескольких метров.
Интересно и то, каким образом снято видео. Дело в том, что время распространения импульса — порядка 1 наносекунды. Чтобы снять этот процесс на видео, необходима камера, способная делать более миллиарда снимков в секунду!
К сожалению, таких камер не существует, поэтому учёные прибегнули к фокусу: они привязали обычную high-speed камеру к лазерному генератору, и настроили лазер на частоту следования 10 импульсов в секунду. При каждом запуске импульса камера срабатывала один раз, но с небольшим сдвигом по сравнению с предыдущим кадром.
Таким образом, на видео в каждом кадре — свой импульс, но задержка между его запуском и щелчком камеры плавно увеличивается. Поскольку процесс рапсространения импульса достаточно устойчив, то картинка практически «не дёргается».
Эта статья была изначально опубликована в моём блоге в ЖЖ.
