Впервые в истории науки ученые-физики из лаборатории LOA (Laboratoire d'Optique Appliquee) во Франции создали так называемое релятивистское плазменное зеркало, область, индуцированную лазерным светом, внутри которой свободные электроны плазмы перемещаются практически со скоростью света. И самым примечательным в данном случае является то, что это плазменное зеркало "обновляется" с достаточно большой скоростью - порядка тысячи раз в секунду.
Когда весьма интенсивный импульс лазерного света ионизирует поверхность материальной цели, это создает настолько плотное облако плазмы, что все это становится непроницаемым для света даже в том случае, если цель была прежде абсолютно прозрачна. Лазерный свет просто отражается от такого плазменного зеркала. Но, во время такого отражения возникает процесс, называемый поверхностной генерацией высших гармоник (surface high harmonic generation, SHHG), который "уплотняет" импульсы лазерного света, делая их еще более короткими и интенсивными, что представляет интерес для некоторых областей науки и техники.
Однако, "хрупкая природа" SHHG-процесса определяет ряд жестких требований к параметрам лазера, таким, как пространственно-временное качество импульса и временный контраст, а также огромная пиковая мощность, которая должна измеряться тераваттами, т.е. тысячами гигаватт. И это является причиной, из-за которой все предыдущие эксперименты в данном направлении проводились с низкой (менее 10 раз в секунду) частотой генерации-обновления плазменного зеркала.
Для этих целей французские ученые разработали новый лазер тераваттного класса, способный генерировать импульсы, длительностью менее 4 фемтосекунд, тысячи раз в секунду. При этом, все остальные параметры лазера также соответствуют требованиям SHHG-процесса. Более того, ученые реализовали новую технологию, в которой для создания или поддержания плазменного зеркала используются два импульса. Первый импульс создает плазменное облако и содействует его расширению. С небольшой задержкой следует основной импульс света, который позволяет управлять градиентом плотности плазмы, который и определяет многие параметры плазменного зеркала.
На следующих этапах своих исследований французские ученые планируют заняться проблемой перефокусировки излучения, отраженного от плазменного зеркала, что позволит им получить световые импульсы длительностью менее фемтосекунды с рекордно высоким уровнем интенсивности (яркости).