Neues aus der Ein-Petawatt-Klasse

Etwa 1999 entstand am Institut für Optik und Quantenelektronik (IOQ) der Friedrich-Schiller-Universität Jena die Idee für einen Höchstleistungslaser mit einer Leistung im Petawatt-Bereich. Das entspricht 1.000 Billionen Watt, für deren Erzeugung sonst eine Million Kernkraftwerke notwendig wären.

In den ersten Jahren konnte das Team um Dr. Malte Kaluza am IOQ nachweisen, dass der Aufbau eines solchen Lasersystems prinzipiell möglich ist. Darauf aufbauend haben sie einen komplett diodengepumpten Festkörperlaser der Ein-Petawatt-Klasse, genannt POLARIS (Petawatt Optical Laser Amplifier for Radiation Intensive Experiments), entwickelt.

Dieses System soll einmal Laserpulse erzeugen, die mit einer Intensität von 10 hoch 21 Watt/Quadrat-cm auf ein Ziel fokussiert werden können. Das wäre dieselbe Intensität wie das gesamte auf die Erdoberfläche fallende Sonnenlicht, das man auf einem Fleck von einem Zehntel Millimeter Durchmesser konzentrieren würde.

Weitere Anforderungen an den Laser sind: Er soll eine extrem kurze Pulsdauer von 150 Femtosekunden haben. Die Pulsenergie soll 150 Joule erreichen. Und der Laser soll mit einer Pulsfolge von einem Schuss pro zehn Sekunden abgefeuert werden können.

Von diesen Parametern ist die neue Forschergruppe noch etwas entfernt. "In einem ersten Schritt wollen wir alle 10 bis 30 Sekunden einen Puls erzeugen", sagt Dr. Kaluza. Bereits das wäre für solche Pulsenergien weltweit ein Spitzenwert. Die Leistung des Lasers soll Ende des Jahres 0,1 Petawatt erreichen. "Schon damit können wir erste Experimente zur Elektronen- und Ionenbeschleunigung durchführen, um die Physik der Wechselwirkungen zu studieren", erklärt der Wissenschaftler.

COMPAMED.de; Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena