В последние годы в мире ведутся активные разработки сверхмощных лазеров. Эти установки способны генерировать колоссальную концентрацию энергии и уже находят применение в науке, медицине и промышленности. Недавно российские ученые создали лазер, который превзошел все существующие аналоги по мощности. Давайте разберемся, как устроен этот рекордсмен и что он может.
История создания мощных лазеров
Принцип лазера был открыт еще в середине XX века. Лазер (сокращенно от "усиление света путем вынужденного излучения") работает следующим образом. В особом веществе, называемом активной средой, происходит вынужденное испускание фотонов. Эти фотоны усиливаются за счет обратной связи в резонаторе, образуя мощный направленный пучок когерентного света.
Первые мощные лазеры появились в США в начале 2000-х годов. Они использовались в основном в военных целях для исследований термоядерного синтеза. В 2012 году в Японии был создан лазер LFEX мощностью 2 петаватта. А к 2020 году в Китае запустили лазер SULF мощностью 12,9 петаватта. Такие системы уже находят применение для изучения свойств материи.
Самый мощный лазер в промышленности широко используются для резки и сварки металлов. А в медицине применяют лазерную хирургию и терапию. Но потенциал таких установок гораздо шире.
Устройство самого мощного лазера в мире
Недавно российским ученым из РФЯЦ-ВНИИЭФ удалось создать лазер, который превзошел все зарубежные аналоги по мощности. Этот лазер представляет собой огромную сферу диаметром 10 метров и весом 120 тонн. По сути это 192 лазерных луча, которые фокусируются в одной точке.
В отличие от американского аналога NIF, российский лазер имеет сферическую форму, что обеспечивает равномерный нагрев мишени. Это позволяет достичь более высокой плотности энергии. К тому же мощность импульса российского лазера на 50% выше, чем у NIF.
По словам разработчиков, их лазер способен разогреть мишень до 100 миллионов градусов и создать давление в 100 миллиардов атмосфер. Это открывает новые возможности для исследований.
Области применения сверхмощного лазера
Российский сверхмощный лазер можно использовать в различных областях науки и техники:
- Контролируемый термоядерный синтез. При таких экстремальных параметрах можно получить термоядерную реакцию.
- Исследования сверхплотной плазмы. Лазер позволяет моделировать процессы внутри звезд.
- Создание новых материалов. Можно получать уникальные материалы при экстремальных условиях.
- Медицина. Возможно применение в лазерной хирургии и терапии онкозаболеваний.
Например, по оценкам ученых, лазер позволит моделировать процессы, протекающие внутри Солнца при температуре 15 млн градусов. Это открывает новые возможности в астрофизике.
Также с помощью лазера можно будет получать новые материалы, обладающие уникальными свойствами. К примеру, сверхпрочные сплавы для авиакосмической промышленности.
Какие лазеры самые мощные
Самый мощный лазер в мире - это лишь начало. Ученые прогнозируют дальнейшее наращивание мощности лазеров в ближайшие годы.
К 2025 году в Китае планируют запустить лазер мощностью 100 петаватт. А к 2030 году возможно появление экзаваттных лазеров. Это позволит расширить области применения.
Какого цвета лазер самый мощный
Большинство мощных лазеров работают в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах, невидимых для человеческого глаза. Но существуют и видимые лазеры большой мощности.
Например, зеленые лазеры на основе кристаллов иттрий-алюминиевого граната с длиной волны 532 нм. Они способны генерировать импульсы мощностью до 10 ТВт.
Безопасность применения мощных лазеров
Столь высокая концентрация энергии требует повышенных мер безопасности при работе с мощными лазерами.
Необходимы специальные системы блокировки, чтобы предотвратить случайное воздействие лазерного излучения. Также важны средства индивидуальной защиты - очки, спецодежда.
Самый мощный лазер двд
В бытовой технике, например DVD-проигрывателях, используются лазеры небольшой мощности до 100 мВт.
Это инфракрасные полупроводниковые лазеры на основе арсенида галлия с длиной волны 650-680 нм. Они подходят для считывания информации с диска.
Лазерное оружие
В военной сфере также ведутся разработки мощных боевых лазеров. Они могут использоваться для поражения ракет, самолетов и наземной техники противника.
Однако пока лазерное оружие имеет ограниченную дальность и мощность по сравнению с традиционными видами вооружений.
Перспективы лазерного оружия
Хотя сегодня боевые лазеры уступают традиционному оружию, в перспективе они могут стать важной частью вооружения.
Разрабатываются проекты оружия, использующего ядерный взрыв для накачки лазера. Такие гамма-лазеры будут иметь практически неограниченную дальность.
Противодействие лазерному оружию
Для защиты от лазерного оружия можно использовать зеркальные покрытия, поглощающие среды, аэрозоли. Они будут рассеивать и ослаблять лазерный луч.
Также перспективно применение быстродействующих затворов и интерференционных фильтров для блокировки опасных частот.
Мирное применение боевых лазеров
Мощные лазеры, изначально созданные в военных целях, могут использоваться и в мирных областях.
Например, для запуска легких космических аппаратов, глубокого бурения и добычи полезных ископаемых, крупномасштабных инженерных проектов.
Лазеры в искусстве и развлечениях
Яркие и красочные лазерные шоу применяются для создания визуальных эффектов при проведении концертов, фестивалей.
Также лазеры нашли применение в сфере полиграфии и производстве видеоконтента для кино и телевидения.
Перспективы применения лазеров в быту
В будущем лазеры могут найти более широкое применение в повседневной жизни для обработки материалов, связи, медицины, информатики.
Возможно появление домашних лазерных 3D-принтеров, лазерных пылесосов, средств гигиены и косметологии.
