Команда из Лаборатории физики высоких энергий университета Огайо (Ohio State University, OSU) разработала новый мощный лазер.

Новый лазер создавался в течение шести лет, в рамках программы, финансируемой Министерством энергетики США, в размере 6 миллионов долларов. И, 15 мая этого года новый лазер сделает первый "выстрел" на полной мощности.

Новый лазер OSU будет вырабатывать импульсы с большей энергией, чем лазеры National Ignition Facility (NIF) Лаборатории Лоуренса в Ливерморе, 500 триллионов ватт мощности импульса лазера OSU против 411 триллионов ватт мощности лазера NIF. Но, помимо этого, лазер OSU произведет намного более короткий и более мощный импульс, продолжающийся 30 миллионных миллиардных частей секунды.

Это означает, что лазер OSU будет в состоянии сделать в сто раз больше "выстрелов" чем лазер NIF, при этом каждый "выстрел" лазера будет эквивалентен секундной выработке энергии всей северно-восточной американской энергосистемы.

МОСКВА, 4 апр - РИА Новости. Американские физики создали первый "безфотонный" лазер на основе атомов рубидия, испускающий одинаковые порции света со сверхстабильными интервалами, что позволяет использовать такие устройства для создания сверхточных атомных часов или для синхронизации импульсов обычных лазерных излучателей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Группа ученых под руководством Джеймса Томпсона (James Tompson) из университета штата Колорадо в городе Боулдер (США) собрала экспериментальный прототип "безфотонного" лазера, реализовав принцип так называемого "сверхизлучения". Существование этого эффекта было предсказано американским физиком Робертом Дикке (Robert Dicke) в 1954 году и экспериментально обнаружено в 1973 году.

В обычных лазерах источником излучения выступают фотоны, "саморазмножающиеся" в рабочем теле излучателя. В процессе накачки лазера фотоны сталкиваются с зеркальными стенками устройства, из-за чего те начинают вибрировать. Эти вибрации негативным образом сказываются на спектре и других характеристиках излучения, что ограничивает точность обычных лазеров.

В США ученые из Массачусетского технологического института разработали уникальную технологию – используя высокоскоростные лазеры и мощное программное обеспечение, они научились создавать 3D-изображения объектов, находящихся за углом.

Ученые надеются, что доработанная технология позволит спасателям значительно облегчить поиск людей, находящихся в трудных для видимости местах.

“В большинстве систем визуализации используются те, что подобные человеческому глазу, но теперь мы можем использовать свет совершенно по-разному, и получили удивительные возможности”, – рассказал исследователь Андреас Фельтен.

Лазерные сканеры в настоящее время активно используются для захвата 3D-изображений, и принцип работы их довольно просто: поскольку свет распространяется с постоянно скоростью, можно измерить время, необходимое для его передачи, а потому и воссоздать объект в трех измерениях.

Лазер в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций установил новый рекорд энергии. Об этом сообщают Nature News. Рекорд был установлен еще 15 марта, однако известно об этом стало только сейчас.

В рамках эксперимента 192 лазера, работающих в ультрафиолетовом диапазоне, одновременно создали импульс с энергией свыше 2 мегаджоулей. После поправки на все энергетические потери, ученые определили, что в точке, где должна была располагаться цель импульса (выстрел был холостой), была достигнута энергия в 1,875 мегаджоуля. Это на 0,075 мегаджоуля больше предыдущего рекорда.

В сообщении подчеркивается, что повреждения лазерной оптики, вызванные столь мощным лучом, были сравнительно небольшими - так, следующий "выстрел" лазером был проведен уже через 36 часов после рекордного импульса. Как скажется дополнительная энергия на работе лазера, пока неизвестно.

Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций располагается в Ливерморской лаборатории в Беркли. Главная цель комплекса - осуществление инерциального термоядерного синтеза (вид синтеза, при котором топливо удерживается собственными силами инерции). Помимо этого он используется военными для проведения разного рода исследований, связанных, например, с ядерным оружием.

Чистая прибыль американского производителя промышленных лазеров IPG Photonics в 2011 году выросла в 2,2 раза по сравнению с 2010 годом - до $121 млн с $54,5 млн, говорится в отчете компании.

Выручка увеличилась в 1,6 раза - до $474,5 млн против $299 млн годом ранее.

Операционные расходы IPG Photonics составили за отчетный период $81,7 млн, что на 24% превышает показатель 2010 года. Операционная прибыль компании выросла в 2,2 раза, составив $175,5 млн.

IPG Photonics (Массачусетс, США) основана в 1990 году группой российских ученых во главе с Валентином Гапонцевым. Производственные площадки компании расположены в США, Германии, Италии и России. У IPG также есть представительства в Японии, Южной Корее, Индии, Франции, Сингапуре и Великобритании.

Команда разработчиков из Массачусетского Института Технологий (MIT) сообщили, что ими найден способ уменьшить размеры элементов в полупроводниках. Сегодня производители микросхем используют метод фотолитографии, который позволяет создавать элементы, размер которых больше, чем длина волны света, который применяется в технологии. Учёные из MIT нашли способ обойти и это ограничение.

Мерсед Хаджавихан (Mercedeh Khajavikhan) и ее коллеги считают, что безпороговый лазер поможет ученым в разработке новых метаматериалов. Фото: ucsdnews.ucsd.edu

В то время как другие лазеры, становясь меньше, требуют все больше энергии для начала генерации, два новаторских устройства характеризуются низким энергопотреблением, сообщает сайт университета Сан-Диего. Именно это, а также их небольшой размер может сделать их привлекательными для компьютерной индустрии: такие оптические системы можно будет устанавливать на крошечные компьютерные чипы.

На микроскопическом уровне стёкла — это твёрдые вещества, которые выглядят скорее как жидкости, что обусловлено отсутствием дальнего порядка в их кристаллической структуре. Обычно стёкла получают быстрым охлаждением соответствующих жидкостей-расплавов таким образом, чтобы избежать (проскочив) стадии кристаллизации вещества. Поэтому, когда нужно создать стекло с какими-то специфическими свойствами, возникает необходимость в точнейшем контроле каждого параметра перехода «жидкость — стекло», что на практике очень трудно осуществить.

Группа учёных из Принстонского университета (США) разработала метод контролируемого получения стабильного стекла из полимеров.

Американские военные на шаг приблизились к тому, чтобы подобно героям фантастических фильмов «прятаться» во времени. Впервые в истории исследователям удалось создать временной провал, события в котором невозможно отследить ни человеческим глазом, ни даже специальными приборами, сообщает Nature.

Ученые из Корнельского университета по заказу Пентагона исследовали возможности «временной маскировки», сделав важный шаг к тому, чтобы превратить фантастическую сказку в быль. Новейший вид камуфляжа позволит прятать различные объекты не где-нибудь, а во времени. Скрыть временной отрезок не только от глаз человека, но и от радаров высокоточных приборов, физикам удалось путем экспериментов с разложением света.

Ранее с помощью подобных опытов исследователям удалось создать «пространственный камуфляж». Они научились «обманывать» свет, сделав так, чтобы он как бы огибал спрятанные объекты, оставляя их невидимыми. Теперь физики решили пойти дальше и на основе этих результатов делать невидимыми отрезки времени.

При создании временного провала сотрудники Корнельского университета использовали лазерный луч зеленого цвета, который пропускали через две линзы. Первая разделяла свет на два потока (быстрый и медленный), а вторая приводила расщепленный луч в исходное состояние. В результате получилось своеобразное мелькание лазера, которое невозможно зафиксировать. Иными словами, тот миг, когда лазер «моргает», остается незаметным для техники. Таким образом, о событиях, которые ученым удастся «просунуть» в эту временную щель, никто никогда не узнает.

В 2010 году исполнилось 50 лет с того события, к которому российская наука имела самое непосредственное отношение. Трое отечественных ученых удостоены Нобелевских премий за эпохальные научные открытия, благодаря которым был изобретен и впоследствии усовершенствован лазер. Мейман построил и запустил свой первый твердотельный лазер 16 мая 1960 года.

В 1961 г. началось его промышленное применение.

Принципиальная возможность создания квантовых усилителей и генераторов электромагнитных волн была доказана еще в 1916 г. Альбертом Эйнштейном, создавшим теорию взаимодействия излучения с веществом. Примерно об этом же писал Алексей Толстой в своем знаменитом романе «Гиперболоид инженера Гарина». Первая попытка экспериментально обнаружить индуцированное излучение была осуществлена только в 1928 г.

Весомый вклад в изучение принципов квантового усиления и генерации внесли советские физики А. Прохоров и Н. Басов. В 1955 г. наши ученые разработали квантовый генератор — мазер, что в сокращении означает усилитель микроволн с помощью индуцированного излучения, активной средой которого были пары аммиака. В 1957–1958 гг. Таунс и Шавлов занимались поисками способа получения мазерного эффекта на видимом свете и в декабре 1958 г. опубликовали в журнале «Physical Review» статью «Инфракрасные и оптические мазеры», в которой объяснили, как это можно сделать. Работая параллельно в том же направлении, Александр Прохоров в 1958 г. использовал для создания мазера резонатор Фабри—Перо, представляющий собой два параллельных зеркала, одно из которых полупрозрачно. Таунс, Басов и Прохоров были в 1964 г. удостоены Нобелевской премии за свою работу в области квантовой электроники, которая привела к изобретению лазера в 1960 г.

Журнал The Nature собрал самые интересные изобретения, сделанные учеными в этом году.

Авторитетный международный журнал The Nature составил рейтинг самых интересных открытий 2011 года. На первом месте — изыскание, что вакуум может испускать свет, если в него в полную темноту поместить зеркало или его аналог. Шведские ученые выяснили это, поместив в вакуум пластину сверхпроводящего квантового интерферометра, от которого при быстром перемещении отбилось отражение виртуальных фотонов. Т.е. ученые получили элементарные частицы буквально из ничего.

На втором месте оказались нейтрино-субатомные элементарные частицы, обладающие пусть очень маленькой, но все же массой, которые удалось разогнать до скорости, превышающей скорость света, что невозможно с точки зрения теоретической физики. Это необъяснимое явление вот уже три года наблюдают 160 сотрудников Европейского центра ядерных исследований в Швейцарии.

На третьем месте — «волосатый» глубоководный краб, выращивающий на своем панцире колонии бактерий, которыми потом и питается. Читатели The Nature за «лохматость» прозвали его «йети». Краб сумел обойти открытие генетиков из США, что в древние времена половой орган мужчин был с пупырышками, как, к примеру, у шимпанзе (5-е место) и создание вакцины против СПИДа, которая, правда, подействовала пока только на лабораторных мышей (6-е место).

Инженерам из лаборатории Media Lab при Массачусетском технологического институте (MIT) удалось создать самую быструю видеокамеру в мире. Согласно информации, размещённой на сайте института, она способна осуществлять съёмку с частотой один триллион кадров в секунду. Следует, однако, оговориться, что такая громкая формулировка является весьма условной. Для получения ролика при помощи такой камеры необходимо многократно повторять снимаемый эксперимент, формируя каждый кадр из массивов пикселей. Основная сложность заключается в точной синхронизации времени съёмки и угла поворота зеркала, передающего изображение на апертуру камеры, которая имеет вид щели. Роль матрицы играют 500 сенсоров, улавливающих изменения в движении фотонов, проходящих через электрическое поле.

Тем не менее, учёные MIT проделали колоссальную работу, и при использовании этой системы им впервые удалось заснять движение луча лазера. Специалисты считают, что во вселенной нет явления, которое было бы слишком быстрым для этой камеры. Стоит отметить, что на создание видеоролика, реальная длительность которого составляет миллиардную долю секунды, ушло около часа времени. Один из разработчиков этой системы комментирует данный факт следующим образом: "Самая быстрая камера в мире является в то же время и самой медленной." В силу своих особенностей, она наилучшим образом подходит для изучения оптических эффектов. С конструкцией камеры и результатами её работы можно ознакомиться, перейдя на сайт MIT по вышеуказанной ссылке.

Совместный проект Великобритании и США предусматривает строительство гигантского лазера, который будет имитировать солнечную активность при помощи взрывов, по мощности сравнивых с водородной бомбой.

Лондон, 12 сентября. Великобритания и США начали совместное масштабное исследование, направленное на получение «чистой энергии» - производимой не ветром и волнами, а лазерами и молекулами водорода.

Известно, что атомы водорода превращаются в гелий, высвобождая огромное количество энергии – на этом основан принцип действия водородной бомбы, схожие процессы происходят и на Солнце.

Исследователи из Национального энергетического фонда США задумались над тем, что подобную энергию следует использовать и в мирных целях и положили начало эксперименту, в ходе которого 192 лазера бомбардировали скопление атомов водорода, шириной всего в один миллиметр. Результаты превзошли все ожидания: количество полученной энергии составило 500 тераватт – это больше, чем вырабатывают все электростанции США вместе взятые.

Изображение процесса, происходящего при попадании лазера в атом водорода.

Естественно, подобный проект требует колоссальных денежных вложений, и американская сторона приняла решение создать научный консорциум совместно с Королевским обществом Великобритании для совместного завершения этого эксперимента по термоядерному синтезу

Сотрудники Национального института стандартов и технологий (США) протестировали схему манипулирования внутренними квантовыми состояниями ионов, которая работает без участия лазерного излучения.

В своих опытах физики задействовали пáры ионов магния ²⁵Mg⁺, находящиеся в ловушке. Для контроля квантовых состояний захваченных атомов обычно используют излучение дорогих и громоздких УФ-лазеров, но в начале XXI века исследователи из Гамбургского университета Кристоф Вундерлих (Christof Wunderlich) и Флориан Минтерт (Florian Mintert) показали, как можно избавиться от лазеров и заменить их более удобными микроволновыми и радиоисточниками. Поскольку атомы «неохотно» взаимодействуют с излучением с большой длиной волны, германские учёные предложили стимулировать их с помощью градиента магнитного поля.

К сожалению, методику признали не слишком удачной, так как необходимость использования состояний, чувствительных к статическому магнитному полю, сделала их восприимчивыми и к окружающему нас магнитному шуму. В 2008 году авторы рассматриваемой работы нашли теоретическое решение проблемы, заменив статическое поле осциллирующим, создаваемым самим микроволновым источником. Такая схема позволяла сделать квантовые состояния более «устойчивыми».

Ионная ловушка с золотыми электродами (фото Y. Colombe / NIST).

Лазер, который характеризуется наноразмерами, выращен непосредственно на поверхности чипа из кремния. Этим чипом открываются новые возможности для создания гибридной микроэлектроники. Необходимо заметить, что гибридная микроэлектроника должна сочетать обработку сигналов (оптических и электрических) в единой схеме.

Новинка была создана учёными из калифорнийского университета в Беркли (английская версия University of California, Berkeley). Ученые смогли аккуратно провести соединение кристаллических решёток кремния, как основы, с полупроводниками из третьей-пятой группы таблицы Менделеева.

Обычное совмещение материалов из-за сильнейших различий в параметрах атомов привело к дефектам, которые влияют на общую работу устройства. Но, авторами инновации придумана технология тонкого контроля за процессом роста кристалла

На сегодняшний день полупроводниковый лазер находит множество полезных применений от чистки воды до чтения CD и DVD дисков. Но теперь сферу их применения можно даже расширить, благодаря исследованиям ученых из США, разработавших новый тип устройства, которые может дать большую мощность излучения при меньших габаритах и более низкой стоимости производства. Данная технология может привести к тому, что музыкальный CD-диск будет хранить не 1 альбом (как сейчас), а 6 часов музыки, а также к новому способу зондирования одной единственной биологической клетки.

Объем информации, записанный на компакт-диске, зависит от того, насколько плотно можно «вырезать» дорожки на его поверхности. Кроме того, информацию должен иметь возможность прочесть другой лазер. Оба этих ограничения связаны с так называемым дифракционным пределом (фундаментальным ограничением для волнового излучения), равным примерно половине длины волны данного излучения.

Таким образом, чтобы разместить больше информации на той же площади диска, требуется уменьшить этот дифракционный предел, т.к. можно использовать лазер, работающий в коротковолновом диапазоне. Аудио-проигрыватель для компакт-дисков использует

Можно сказать, что современные лазеры, несмотря на их перспективы и возможности, являются лабораторным оборудованием, используемым учеными. Конечно, есть промышленные лазеры, военные все время пытаются разработать лазерное оружие. Но, как это было и раньше, так это остается и сейчас, работа мощных лазеров нуждается в соблюдении целого ряда условий, среди которых находятся наличие мощного источника энергии, специальных условий окружающей среды, дорогостоящего периодического обслуживания, обученного квалифицированного персонала и т.п. Исследователям из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института удалось прорваться через указанные выше ограничения, создав светодиодную лазерную систему, по габаритам и сложности немного больше обычной лазерной указки, но по яркости и мощности превосходящую всех ее "предков".

Лазерная система TeraDiode основана на использовании полупроводниковых лазеров, преобразующих электричество непосредственно в свет без участия газовых и химических "посредников, что является несомненным плюсом с точки зрения простоты и безопасности. С помощью специальной оптической системы лучи света от некоторого количества полупроводниковых лазеров совмещаются в один сильный луч, достаточно мощный для промышленной резки и сварки металла, или для того, что бы поражать вражеские цели. Оружейные лазеры - это достаточно громоздкие системы, которые, в большинстве случаев сейчас находятся