Недавно је Институт примењене физике Руске академије науке представио Екаватт Центар за ЕКСАВЕМТ СТУДИОН Студију (КСЦЕЛС), истраживачки програм за велике научне уређаје на основу изузетноЛасери високих снага. Пројекат укључује изградњу врлоЛасерски ласерски ласерскиНа основу оптичког параметричног технологије амплификације пулса у великој отвори Калијум дидетеријум фосфат (ДКДП, Хемијска формула КД2ПО4) Кристали, са очекиваним укупним излазом од 600 ПВ вршних импулса. Овај рад пружа важне детаље и налазе истраживања о КСЦЕЛС пројекту и њеним ласерским системима, описујући апликације и потенцијалне утицаје повезане са ултра-снажним интеракцијама светлосних терена.
Програм КСЦЕЛС-а предложен је у 2011. години са почетним циљем постизања вршне снагеласерПулсни излаз од 200 пВ, који је тренутно надограђен на 600 ПВ. То јеласерски системослања се на три кључна технологије:
(1) Оптичка параметрична технологија Цхирпед Пулсе АМПЛИФИА (ОПЦА) користи се уместо традиционалне амплификације пулсе (Цхирпед Пулсе појачало, ОПЦПА). ЦПА) технологија;
(2) Коришћење ДКДП-а као средњег стена, ултра широкопојасна фаза подударања се реализује у близини таласне дужине од 910 нм;
(3) Неодимијумски ласерски ласерски ласерски ласерски ласерски ласер у облику бленде са пулсном енергијом хиљада Џула користи се за пумпање параметричног појачала.
Укључивање фазе ултра-широкопојасника се широко налази у многим кристалима и користи се у опцпа фемтосеКонд ласерима. Кристали ДКДП користе се јер су они једини материјал који се налази у пракси која се може нарасти на десетине центиметара отвора и истовремено имају прихватљиве оптичке квалитете да подрже амплификацију више ПВ-аласери. Утврђено је да када Цристал ДКДП пумпа двоструко фреквенцијско светло ласерског ласера, ако је таласна дужина носача амплираног импулса 910 нм, прва три услова експанзије таласног вектора таласа 0.
Слика 1 је шематски распоред КСЦЕЛС ласерских система. Предњи крај генерисан је Цурпед ФемТосеЦонд импулси са централном таласном дужином од 910 НМ (1.3 на слици 1) и 1054 Нм наносекунд импулси убризгане у опцију Пумпне ласер (1.1 и 1.2 на слици 1). Предњи крај такође обезбеђује синхронизацију ових импулса као и потребне енергетске и сплатиопералне параметре. Интермедијар ОПЦПА који ради на већој стопи понављања (1 Хз) појачава Цхирпед Пулс на десетине Јоулес (2 на слици 1). Пулс је додатно појачано од стране појачане опције у једну кинокулу у једној килолоули и подељен на 12 идентичних поднева (4 на слици 1). У финале 12 ОПЦА, сваки од 12 цвркованих свјетлосних импулса појачан је на ниво килојола (5 на слици 1), а затим компримира 12 компресије (ГЦ од 6 на слици 1). Акусо-оптички програмибилни дисперзијски филтер користи се на предњем крају прецизно контролној групи брзине брзине и дисперзије високог реда, како би се добило најмање могуће ширину импулса. Спектар пулса има облик од скоро 12. налога, а спектрални опсег опсега на 1% максималне вредности је 150 нм, што одговара ограниченом граничном граничном трансформацији од 17 Фс. С обзиром на непотпуну компензацију дисперзије и потешкоће од нелинеарне фазне надокнаде у параметријским појачалима, очекивана ширина импулса је 20 Фс.
КСЦЕЛС Ласер ће запошљавати два 8-канала УФЛ-2М неодимијум-стаклени ласерски фреквенцијски фреквенцијски модули удвостручења (3 на слици 1), од којих ће се 13 канала користити за пумпање појачавања опкладе и 12 финалне ОПЦПА. Преостали три канала користиће се као независни наносекунд килолоуле импулсираниЛасерски извориЗа остале експерименте. Ограничени прагом оптичког квара Цристалс Цристалс, интензитет зрачења пумпаног импулса постављен је на 1,5 ГВ / цм2 за сваки канал и трајање је 3,5 нс.
Сваки канал КСЦЕЛС ласера производи импулсе са снагом 50 пв. Укупно 12 канала пружа укупну излазну снагу од 600 пв. У главном циљном комору, максимални интензитет фокусирања сваког канала под идеалним условима је 0,44 × 1025 В / цм2, под претпоставком да се ф / 1 елементи фокусирања користе за фокусирање. Ако се пулс сваког канала даље компримира на 2,6 ФС техником након компресије, одговарајућа снага излазне пулсе ће се повећати на 230 ПВ, што одговара интензитету светлости од 2.0 × 1025 В / цм2.
Да би се постигао веће интензитет светлости, на 600 ПВ излаза, светлосним импулсима у 12 канала биће фокусиран у геометрију инверзног диполног зрачења, као што је приказано на слици 2. Када фаза импулса 2 није закључана, интензитет фокуса може да достигне 9 × 1025 В / цм2. Ако је свака фаза импулса закључана и синхронизована, кохерентна резултирајућа интензитет светлости биће повећана на 3,2 × 1026 В / цм2. Поред главне циљне собе, КСЦЕЛС пројекат укључује до 10 корисничких лабораторија, а сваки прима једну или више греда за експерименте. Користећи ово изузетно снажно светлосно поље, КСЦЕЛС пројекат планира да спроведе експерименте у четири категорије: Процеси квантних електродинација у интензивним ласерским пољима; Производња и убрзање честица; Генерација секундарног електромагнетног зрачења; Лабораторијска астрофизика, високи процеси густине енергије и дијагностичка истраживања.
Сл. 2 Фокусирање геометрије у главном циљном комору. За јасноћу, параболично огледало греде 6 је постављено на прозирну, а улазне и излазне греде показују само два канала 1 и 7
Слика 3 приказује просторни распоред сваког функционалног подручја КСЦЕЛС ласерских система у експерименталној згради. Струја, вакуумске пумпе, третман воде, пречишћавање и климатизација налазе се у подруму. Укупна грађевинска површина је више од 24.000 м2. Укупна потрошња електричне енергије је око 7,5 МВ. Експериментална зграда састоји се од унутрашњег шупљег укупног оквира и спољног одељка, свака је изграђена на два одвојена фондација. Вакуум и други системи који изазивају вибрације инсталирани су на вибрационом фондацији, тако да се амплитуда поремећаја преноси у ласерски систем кроз темеље и подршку смањена на мање од 10-10 Г2 / Хз у фреквенцијском опсегу од 1-200 Хз. Поред тога, у ласерској дворани је постављена мрежа геодетских референтних маркера да би систематски пратили селинг тла и опреме.
Циљеви КСЦЕЛС-а има за циљ да створи велики научни истраживачки објекат заснован на изузетно високим врхунцима струје. Један канал КСЦЕЛС ласерских система може пружити фокусирани интензитет светлости неколико пута већи од 1024 В / цм2, што се може даље прећи до 1025 В / цм2 са технологијом накнадне компресије. Пулсима са фокусирањем диполе са 12 канала у ласерском систему, може се постићи интензитет близу 1026 В / цм2 чак и без затварања након компресије и фазе. Ако је фазна синхронизација између канала закључана, интензитет светлости ће бити неколико пута већи. Користећи ове рекордне интензитете импулсе и мулти-канални изглед греде, будући КСЦЕЛС објекат ће моћи да изврши експерименте са изузетно високим интензитетом, сложеним расподјеломма за светлосну терен и дијагностикују интеракције користећи вишеканалне ласерске греде и секундарно зрачење. То ће играти јединствену улогу у области супер-јаке електромагнетне експерименталне физике.
Вријеме поште: Мар-26-2024