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大阪大学が2PW出力のレーザー光発生に成功」記事へのコメント

  • 1兆分の1秒ってことは1ps。大出力なのにえらくパルス幅が大きい気が。100fs以下かと思ってた。
    レーザー研のプレスリリース [osaka-u.ac.jp]でも1ピコ秒って書いてあるから間違いではないみたい。

    ここまでの大出力パルスレーザーって、これくらいのパルス幅になっちゃうものなのかな?
    レーザー作るほうは完全に門外漢だからわからんけど。

    パルスあたりのエネルギーは2PW×1ps=2kJか。でかっ。
    繰り返し周波数はどれくらいなんだろう?

    • by Anonymous Coward

      まあ,出力(WじゃなくJの方)的にしょうがないんじゃないでしょうか。
      ・パルス幅縮めすぎるとエネルギー密度高くなりすぎて途中の光学素子が壊れそう。
      ・拡張・圧縮の回折格子がアホみたいにでかい(1 mとかあった気がする)ので,誤差もそれなりにありそう。
      ・出力(Jの方)の要求が高いんで,スペクトル幅よりも出力優先になってそう(スペクトル幅を狭くするとパルス幅を縮められるが,Jの方の出力が下がる)

      • パルス幅縮めすぎるとエネルギー密度高くなりすぎて途中の光学素子が壊れそう。

        問題となるのがJの方、つまりパルスあたりのエネルギーだとしたら
        ・ピークの出力(Wの方)が同じなら、パルス幅を縮めたらパルスあたりのエネルギーも減る。
        ・平均出力と繰り返し周波数(not波長)が同じなら、パルス幅を縮めたらパルスあたりのエネルギーが同じのままピークの出力が上がる。(論文としてのインパクトがでかくなる)
        ので違うと思います。Wの方のエネルギー密度は無茶苦茶問題になるでしょうけど。

        出力(Jの方)の要求が高いんで,スペクトル幅よりも出力優先になってそう(スペクトル幅を狭くするとパルス幅を縮められるが,Jの方の出力が下がる)

        プレスリリースでWの方を

        • by Anonymous Coward on 2015年07月31日 23時10分 (#2856657)

          >ピークの出力(Wの方)が同じなら、パルス幅を縮めたらパルスあたりのエネルギーも減る。

          いや、これは違う……というか、ピーク出力が同じにはならない。
          チャープパルス増幅だと(単純化して言うと)幅を広げて増幅しておいて幅を狭めることでワット数を稼ぐから、パルス幅を縮めるとパルスあたりのエネルギーは変わらずにワット数が上がる。
          だから、エネルギー的な意味で高出力のもののパルス幅を短くしすぎようとするといろいろ大変。

          >プレスリリースでWの方を強調してJには触れていないんだから、ちょっと違うような。

          よく読むんだ。
          プレスリリースに

          >これまで、比較的小さな出力(〜数十ジュール)でこのペタワットが実現されてきましたが、大阪大学ではその何十倍もの出力(1,000ジュール以上)のレーザーを世界で初めて完成させました。

          とあるように、LFEXのポイントはパルスの総エネルギーが馬鹿でかい点。
          例えばELIのレーザーなんぞはフェムト秒パルスに圧縮して10 PWぐらいとか作るわけだけど、パルスの出力は1 Jとかそのぐらい。
          #最終的には200 PWで200 Jとかそのぐらいは目指してた気もするけど。

          もともと阪大のレーザーは核融合狙いなんで、どちらかというとエネルギー密度あたりにターゲットが設定されているかと。
          なにせレーザー核融合の爆縮過程はそこまで速くないんで、ピコ秒にまで狭められてれば問題ありませんし。そのかわり大エネルギーを扱うんで光学系を作るのは結構大変。
          一方、低エネルギーで良いからワット数稼いでる方は、超高強度場の影響とかを調べるほうを狙うやつですね。総エネルギーは低くて良いからとにかくパルスを短く圧縮してピークを稼ぐ。
          #まあ、そう厳密に分けられるわけではありませんが。

          親コメント
          • by shinshimashima (9763) on 2015年08月01日 1時25分 (#2856706) 日記

            パルス幅を縮めるとパルスあたりのエネルギーは変わらずにワット数が上がる。

            これは承知していて、リリースでピーク出力(W)が強調されているので、
            エネルギー(J)の方が制約となってるのならもっとパルス幅縮めて出力あげられないのかな、という意味で書いた。
            なので

            だから、エネルギー的な意味で高出力のもののパルス幅を短くしすぎようとするといろいろ大変。

            これはWの方が大きくなりすぎて大変ということ?それだと非常に理解しやすいです。

            それはそうとして

            プレスリリースに
            これまで、比較的小さな出力(〜数十ジュール)でこのペタワットが実現されてきましたが、大阪大学ではその何十倍もの出力(1,000ジュール以上)のレーザーを世界で初めて完成させました。

            完全に見落としてた。Thanks
            というか、「本研究成果のポイント」だけしか読み直してなかった。
            自分で計算してパルス2kJ、うえっってなってたはずなのにね。

            もしかしてこの研究の肝ってJの方の大きさを維持したままパルス幅を絞れました、
            その限界が今のところ2PW・1psということ?それなら腑に落ちる。

            #そこらへんの背景知らないと無茶苦茶なコメントしてしまうな。
            #非線形光学に使うくらいしか知らんからWは大きい方がいい、Jは小さい方がいいという感覚しかない。

            親コメント

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