La "potenza di picco" misura l'intensità di questi laser, come il laser Nova (Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA) con 1,5 petawatt di potenza di picco, lo Shanghai Super-intense Ultrafast Laser Facility (SULF, Cina) con 10 petawatt, o l'Extreme Light Infrastructure—Nuclear Physics (ELI-NP, Romania) con una potenza di picco di 10 petawatt.

Tuttavia, ciò che conta veramente negli esperimenti è l’intensità focalizzata sul bersaglio. I laser sono focalizzati su bersagli sperimentali utilizzando specchi parabolici fuori asse. L'intensità focalizzata, non la potenza di picco, riflette la capacità del laser ed è fondamentale per gli utenti.

Miglioramento della messa a fuoco con specchi iperbolici

Attualmente, l'apertura del raggio di questi laser è compresa tra 150 e 500 mm e il numero F (relativo alla capacità di messa a fuoco) è compreso tra 2 e 10. L'aggiunta di uno specchio iperbolico rotazionale dopo quello parabolico può ridurre il numero F e quindi la macchia focale dimensioni in modo significativo.

Come riportato in Advanced Photonics Nexus , questo metodo di messa a fuoco secondaria può ridurre il numero F di un fattore 5, riducendo quindi la dimensione del punto focale del laser ultra-intenso e ultracorto a una dimensione di lunghezza d'onda singola.

L'autore corrispondente Zhaoyang Li del Key Laboratory of Ultra-intense Laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (Cina), osserva che questa tecnica consente di ottenere la macchia focale più piccola possibile:"L'utilizzo di specchi iperbolici per la messa a fuoco secondaria può ridurre la focale punto focale dei nostri laser ultracorti ultra intensi da dimensioni di diverse lunghezze d'onda a dimensioni di una sola lunghezza d'onda, ottenendo il punto focale più piccolo possibile."

Li e il suo team riferiscono che è possibile ottenere macchie focali a lunghezza d'onda singola aggiungendo uno specchio iperbolico rotazionale ottimizzato agli attuali laser della classe dei petawatt a femtosecondi o ai futuri laser della classe dei petawatt a ciclo singolo.

"In combinazione con il nostro metodo di amplificazione parametrica parametrica dell'impulso (WNOPCPA) grandangolare non collineare precedentemente proposto, si prevede che raggiunga la condizione di massima intensità di un impianto laser ultra-intenso e ultracorto, che concentri tutta l'energia laser in un'area spazio-temporale cubo focale delimitato dalla lunghezza d'onda del centro del laser. Ciò migliorerà notevolmente la capacità sperimentale dei laser ultra-intensi e ultracorti nell'applicazione della fisica dei laser a campo forte, come l'elettrodinamica quantistica del vuoto," afferma Li.