Berriki, Errusiako Akademiaren Fisika Applikatuko Institutuak Extreme Light Azterketarako (XCELS), gailu zientifiko handientzako ikerketa-programa aurkeztu zuenPotentzia handiko laserrak. Proiektuak oso eraikitzea barne hartzen duPotentzia handiko laserraPultsu anplifikazio parametriko optikoan oinarrituta, apertura potasioaren diidioa fosfato handian (DKDP, KMICOMULA KD2PO4) kristalak, espero da 600 PW gailur pultsadun pultsalen aurreikusitakoa. Lan honek XCELS proiektuaren eta haren laser sistemei buruzko xehetasun garrantzitsuak eta ikerketa-aurkikuntzak eskaintzen ditu.
X SELS programa 2011n proposatu zen botere gailurra lortzeko hasierako helburuarekinlaer200 pw-ko pultsu irteera, gaur egun 600 pw-ra bertsio berritzen da. IkinLaser sistemafuntsezko hiru teknologietan oinarritzen da:
(1) Pultsatutako pultsu anplifikazio parametriko optikoa (OPCPA) teknologia erabiltzen da pultsu anplifikazio tradizionalaren ordez (pultsu anplifikazioaren anplifikazioa, OPCPA). CPA) teknologia;
(2) DKDP irabazteko ertain gisa erabiliz, Ultra Wondal Banda Fase bat datorren 910 nm uhin-luzera gertu dago;
(3) irekiera neodimioaren beirazko laser handi bat milaka jokoren pultsu energia duen anplifikadore parametrikoa ponpatzeko erabiltzen da.
Banda ultra-banda-fasea oso ezaguna da kristal askotan eta Opcpa FemtoSecond laserretan erabiltzen da. DKDP kristalak erabiltzen dira hamarnaka zentimetroko zabalera duten praktikan aurkitutako material bakarra direlako eta, aldi berean, kalitate optiko onargarriak izan daitezke PW anitzeko potentziaren anplifikazioa laguntzekolaserrak. DKDP kristala ND beira laserraren maiztasun bikoitzeko argiaren bidez ponpatzen da, anplifikatutako pultsuaren garraiatzailearen uhin-luzera 910 nm bada, uhinen desoreka bektorearen arteko taylor hedapenaren lehen hiru baldintzak 0 dira.
1. irudia X Scels Laser sistemaren diseinu eskematikoa da. Front Oveled femtosecond pultsuak sortu zituen 910 nm-ko uhin luzera zentralarekin (1.3 1. irudian) eta 1054 nm nanosecond pultsazioetan OPCPA ponpatutako laserra injektatu ziren (1.1 eta 1.2 1. irudian). Frontearen muturrak pultsu horien sinkronizazioa ere bermatzen du, baita behar den energia eta spatiomporal parametroak ere. Errepikapen-tasa altuagoan (1 Hz) bitarteko OPCPA-k (1 Hz) pultsatu pultsua anplifikatzen du hamarnaka joles (1 1. irudian). Pultsua Opcpa booster-ek kiloko habe bakarrean anplifikatzen du eta 12 azpi-habe berdinetan banatu da (1. irudian 4). OPCPA 12an, 12 pultsatutako argi pultsaletako bakoitza kilojoule mailara anplifikatzen da (1 1. irudian) eta ondoren 12 konpresio-gorri konprimitu (1. irudian 6. irudian). ACUSTO-OPTIC PAGERION iragazkiaren iragazkia aurrealdean erabiltzen da, hain zuzen ere, taldeko abiaduraren sakabanaketa eta ordena handiko dispertsioa kontrolatzeko, ahalik eta pultsu zabalera txikiena lortzeko. Pultsu-espektroak ia 12an ordenako supergauss forma du, eta banda zabaleko zabalera gehienezko balioaren% 1ean 150 Nm da, Fourier Transformen Muga Pultsuaren zabalera 17 FS-ko zabalera da. Gehienak sakabanaketa-kalte-ordaina eta anplifikadore parametrikoetan ez diren fasearen konpentsazioaren zailtasuna kontuan hartuta, espero den pultsuaren zabalera 20 FS da.
Xcels Laser-ek 8 kanaleko UFL-2M NEIZYMIUMIA Laser Laser maiztasuneko maiztasunak erabiliko ditu (3 1. irudian), eta horietatik 13 kanal erabiliko dira Booster OPCPA eta 12 Opcpa finala. Gainerako hiru kanalak kilojoule nanosecond independente gisa erabiliko diraLaser iturriakbeste esperimentu batzuetarako. DKDPren kristalen zorroaren atalasea mugatuta, ponpatutako pultsuaren irradiazio intentsitatea 1,5 GW / CM2 ezarrita dago kanal bakoitzeko eta iraupena 3,5 NS da.
Xcels laserraren kanal bakoitzak pultsuak sortzen ditu 50 pw-ko potentzia dutenak. Guztira 12 kanalek 600 pw-ko irteera potentzia eskaintzen dute. Xede-ganbera nagusian, kanal bakoitzaren gehienezko intentsitatea baldintza idealen azpian 0,44 × 1025 w / cm2 da, f / 1 ardatzak fokatzeko erabiltzen direla suposatuz. Kanal bakoitzaren pultsua 2,6 FS-ra konprimitzen bada, konpresio osteko teknikaren bidez, dagokion irteerako pultsu-potentzia 230 PW-ra igo da, 2.0 × 1025 w / cm2-ko argiaren intentsitateari dagokiona.
Argi-intentsitate handiagoa lortzeko, 12 kanaletan argi-pultsalak alderantzizko erradiazioaren geometrian oinarrituko dira, 2. irudian agertzen den moduan. Kanal bakoitzeko pultsu fasea blokeatuta ez dagoenean, fokuaren intentsitatea 9 × 1025 w / cm2 izan daiteke. Pultsu-fase bakoitza blokeatuta eta sinkronizatuta badago, emaitza intentsitatearen emaitza koherenteak 3,2 × 1026 w / cm2 izango dira. Xede gela nagusiez gain, X SELS proiektuak gehienez 10 erabiltzaile laborategi biltzen ditu, bakoitzak izpi bat edo gehiago jasotzeko esperimentuetarako. Argi-eremu oso sendoa erabiliz, X Scels proiektuak lau kategoriatan esperimentuak egiteko asmoa du: elektrodonamika kuantiko prozesuak laser zelai bizietan; Partikulen ekoizpena eta azkartzea; Bigarren mailako erradiazio elektromagnetikoaren sorrera; Laborategiko astrofisika, energia-dentsitate handiko prozesuak eta ikerketa diagnostikoa.
Piku. 2 Geometria bideratzea xede-ganbera nagusian. Argitasunagatik, 6 habe ispilu parabolikoa gardena da, eta sarrerako eta irteerako habeek bi kanal baino 1 eta 7 baino ez dituzte erakusten
3. irudian X Scels Laser sistemaren eremu funtzional bakoitzaren diseinu espaziala erakusten da eraikin esperimentalean. Elektrizitatea, hutsezko ponpak, uraren tratamendua, araztegia eta aire girotua sotoan daude. Eraikuntza osoa 24.000 m2 baino gehiago da. Energia-kontsumoa 7,5 MW ingurukoa da. Eraikin esperimentala barne-fotograma orokorrean eta kanpoko atal bat osatzen dute, bakoitzak bi fundazio deskonektatu ditu. Bibrazio isolatutako fundazioan eta bestelako bibrazio-sistemak instalatuta daude, beraz, laser sistemari dagokionez, laser sistemaren anplitudea fundazioaren eta euskarriaren bidez 10-10 G2 / Hz murriztu da 1-200 Hz maiztasun-tartean. Gainera, erreferentzia geodesikoko markatzaileen sarea laser aretoan ezarrita dago, lurreko eta ekipoen deriva sistematikoki kontrolatzeko.
XCELS proiektuak ikerketa zientifikoko instalazio handi bat sortzea du helburu, potentzia handiko laserra altuetan oinarrituta. X Scels laser sistemaren kanal batek argi intentsitate bideratua eman dezake 1024 w / cm2 baino gehiago, 1025 w / cm2-k gainditzen duena konpresio osteko teknologiarekin. Laser-sisteman 12 kanaletako pultsazio dipoloen arabera, 1026 w / cm2-tik gertu dagoen intentsitatea lor daiteke konpresio osteko eta fasearen blokeorik gabe. Kanalen arteko sinkronizazioa blokeatuta badago, argiaren intentsitatea hainbat aldiz handiagoa izango da. Erregistro-pultsuaren intentsitateak eta kanal anitzeko habeen diseinua erabiliz, etorkizuneko X Selseko instalazioak intentsitate handiko, argi arineko eremuko banaketa konplexuak eta interakzioak diagnostikatu ahal izango ditu, kanal anitzeko laser izpiak eta bigarren mailako erradiazioak erabiliz. Horrek eginkizun berezia izango du eremu elektromagnetiko super-indartsuaren fisika esperimentalaren arloan.
Posta: 2012ko martxoaren 26a