使用脉冲激光器创造高强度聚焦的等离子体透镜

全息等离子体透镜原理图。(a)两个泵浦激光器在气体中重叠(沿 z 为 d 的范围) ，使它们的干涉图样为正弦波带片。(b)在延迟时间内，探测激光器通过所产生的结构并衍射成一级或多级。(c)重叠泵浦的强度分布和由此产生的指数调制。(d)折射率调制峰值是时间的函数，表明随着泵浦的到来，结构形成，随后发生衰减。振幅和时间尺度都取决于所选择的非线性机制。

         来自Lawrence Livermore国家实验室、加州大学伯克利分校和普林斯顿大学的一个研究小组已经开发出基于等离子体的技术，为千兆瓦级功率的激光束构建了一个透镜。他们发表在《Physical Review Letters》上的论文描述了他们开发的两种技术。

          研究人员实际上并没有制造这样的激光器，而是提出了两种可能的制造方法。第一种方法是用两个泵浦激光器向气体样本中出射激光。第一束激光将气体电离成等离子体，而第二束则没有。结果得到了一个高密度和低密度等离子环构成的靶心等离子体，它可以用作激光镜头。

         第二种方法是向已经存在的等离子体发射两束泵浦激光，将其中一部分推向高强度区域，而另一部分推向低强度区域。与第一种方法一样，最终的结果是开发出一种可用作高能激光镜头的靶心配置。

         研究人员通过仿真验证了他们的想法，并发现第一种方法可以用来产生高达1015 w/cm2的激光束，而第二种方法可以用来产生高达1018 w/cm2的激光束。