Forskare vid Umeå universitet har för första gången testat hela kapaciteten hos sin storskaliga laseranläggning. I en studie publicerad i Nature Photonics beskriver forskargruppen hur de kombinerat ultrakorta laserpulser, hög toppeffekt och styrda vågformer för att kunna undersöka mycket snabba processer i naturen.
Det specialbyggda lasersystemet Light Wave Synthesizer 100 (LWS100) är 11 meter långt och 1,5 meter brett. Storleken möjliggör generering och förstärkning av ultrakorta laserpulser med hög toppeffekt. Systemet kan nå upp till 100 terawatt under bråkdelar av en miljarddels sekund. Detta kan användas för forskning inom bland annat biomolekylers processer, ljusdriven elektronik och utveckling av solpaneler.
Pulserna är 4,3 femtosekunder långa och har en kontrollerad elektrisk fältvågform som är identisk från puls till puls. Denna kontrollnivå är svår att uppnå i storskaliga lasersystem, men är viktig för många forskningsområden. Tekniken kan användas för att skapa ännu kortare attosekundpulser i röntgenområdet, vilket i sin tur kan göra det möjligt att ”filma” elektronernas rörelser i realtid.
– Vi kan nu visa att systemet levererar precis det vi såg framför oss när det byggdes. Det är en milstolpe för vår forskning, säger László Veisz, professor vid Umeå universitet.
Nästa steg är att genomföra experiment där ljuset koncentreras i både tid och rum. Exempelvis kan ultrakorta pulser användas för att accelerera elektronknippen till höga energier i kompakta mikroacceleratorer eller skapa nya typer av röntgenkällor för att driva attosekundforskningen framåt.
Lasersystemet installerades vid Institutionen för fysik vid Umeå universitet 2022. Den publicerade artikeln är den första som beskriver systemets fulla kapacitet.
Om den vetenskapliga artikeln
Veisz, L., Fischer, P., Vardast, S. et al. Waveform-controlled field synthesis of sub-two-cycle pulses at the 100 TW peak power level. Nature Photonics, 10 juli 2025. DOI: 10.1038/s41566-025-01720-2
