LLNL Jupiter Laser Facility användes för att uppnå långsamt och snabbt ljus inuti plasma, demonstrerar därför förmågan att skräddarsy brytningsindexet för ett laserplasmasystem. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
Långsamt och snabbt ljus, eller stora förändringar i ljusets grupphastighet, har observerats i en rad optiska medier, men den fina kontroll över brytningsindex som är nödvändig för att inducera en observerbar effekt har inte uppnåtts i ett plasma.
I en tidning publicerad i Fysiska granskningsbrev , forskare från Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) och Laboratory for Laser Energetics (LLE), beskriva hur ett laserplasmasystem kan ställas in för att producera stora och mätbara förändringar i ljusets grupphastighet.
Clément Goyon, huvudförfattare till artikeln med titeln "Slow and Fast Light in Plasma Using Optical Wave Mixing, " sa att laget uppnådde både långsamt och snabbt ljus inuti plasma, demonstrerar därför förmågan att skräddarsy brytningsindexet för ett laserplasmasystem.
"Långsamt och snabbt ljus är toppen av isberget. Samhället har ökat sin förståelse för optiska olinjära plasmaegenskaper under de senaste decennierna, "Att kunna förutsäga och använda plasmaegenskaper till vår fördel är avgörande för högenergilaserexperiment inom högenergidensitetsfysik och tröghetsinneslutningsfusion."
Goyon förklarar att tvärstrålens energiöverföring som används på National Ignition Facility bygger på att korrekt förutsäga plasmans olinjära optiska egenskaper med hjälp av linjär teori. Dessutom, plasmabaserade ersättningar för en rad optiska standardkomponenter skulle möjliggöra manipulering av ljus vid extrema fluenser.
Denna bild visar experimentschemat där sonden och pumpstrålarna samverkar i ett plasma som bildas av pumpen. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
Experimentet utfördes vid Jupiter Laser Facility, där en energisk pumpstråle och en lågenergisondstråle korsade inuti ett He/H-plasma. Genom att ställa in våglängdsskillnaden mellan de två strålarna kunde teamet ändra den pulsade ljusgruppens hastighet från 0,995c till 0,12c och -0,34c (c är lika med ljusets hastighet i vakuum, eller cirka 300, 000 kilometer per sekund).
Pierre Michel vars grupp hjälpte till att finansiera projektet sa att laser-plasma-interaktioner är notoriskt svåra att kontrollera och förutsäga.
"Dock, genom att demonstrera långsamt och snabbt ljus i plasma, Jag känner att vi har uppnått en ny språngbräda för tillämpningar av plasma som ett optiskt medium för högeffektlasrar, genom att reproducera en av de mest förvirrande och känsliga prestationerna av modern olinjär optik med plasma, ", sa han. "Detta bidrar till att främja användningen av plasma som ett medium i utformningen av framtida generationer av högeffektlasrar."
