Вулкан лазер - Vulcan laser

Лазер Vulcan Laser, часть центральной лазерной установки в лаборатории Резерфорда Эпплтона, Оксфордшир.

В Вулкан лазер является инфракрасный, 8-лучевая, петаваттная неодимовое стекло лазер на Лаборатория Резерфорда Эпплтона Центральная лазерная установка в Оксфордшире, Великобритания. Это был первый действующий лазер на объекте.

Он предназначен для излучения на цель 1021 Вт / см2 для обширной экспериментальной программы в области фундаментальной физики и передовых приложений. Это включает в себя взаимодействие света сверхвысокой интенсивности с веществом, исследования термоядерного синтеза с быстрым зажиганием, ядерные реакции, индуцированные фотонами, ускорение электронов и ионов световыми волнами, астрофизику в лаборатории и исследование мира плазма доминировать над относительность.

В 2005 году лазер Vulcan был самым высокоинтенсивным фокусируемым лазером в мире, сертифицированным Книгой рекордов Гиннеса, способным производить петаватт лазерный луч с фокусированной интенсивностью 1021 Вт / см2.[1]

Целевые области

В настоящее время есть две активные целевые области: целевая область в петаваттах и ​​целевая область на запад, после вывода из эксплуатации целевой области восток.

Целевая область Запад

Target Area West работает с двумя линиями пучка с короткими импульсами, обеспечивающими интенсивность 1019 Вт / см2 для экспериментов с накачкой и зондом с использованием фокусирующей оптики F3 доступны другие конфигурации.[2]Шесть длинных импульсных лучей могут быть сконфигурированы вместе с короткими импульсами в нескольких конфигурациях, включая односторонний кластер, цилиндрическое и сферическое сжатие. Пучки с длинными импульсами могут работать с длительностью импульса от 0,5 нс до 8 нс и энергией от 50 до 300 Дж на пучок. Могут быть установлены различные конфигурации импульсов, включая предварительные и последующие импульсы.

Целевая область Петаватт

Целевая площадь Петаватт обеспечивает одиночный короткий импульс на цель с помощью длинного импульсного луча. Он настроен для доставки максимальной интенсивности через большое параболическое зеркало.[3]Как и в случае с целевой зоной «Запад», возможны различные конфигурации импульсов.

Спектакль

Vulcan может доставить 500 Дж на цель за счет сжатого импульса 500 фс, что дает пиковую освещенность 1021 Вт / см2 в фокусном пятне 5 мкм. Такие характеристики невозможны только с помощью усилителей из неодимового стекла, поскольку сужение коэффициента усиления приведет к сокращению ширины полосы импульса ниже предела, необходимого для поддержания длительности импульса.

  • Новая система усиления входного каскада на основе оптических параметрических Усиление чирпированных импульсов[4][5] (OPCPA), включающий временное растяжение импульса с предварительным усилением, за которым следует компрессор импульсов. Это генерирует импульсы около 10 мДж с большой полосой пропускания (1 мДж · нм−1) для впрыска в стержень Vulcan и цепь дискового усилителя.
  • Цепь усилителя оптимизирована для ширины полосы с использованием комбинации усиливающих сред Nd: фосфат и Nd: силикат.
  • Система адаптивной оптики (AO), реализованная для улучшения качества луча до почти дифракционного ограничения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ VULCAN в Книге рекордов Гиннеса второй год подряд (CLF, сайт Laser)
  2. ^ http://www.stfc.ac.uk/CLF/Facilities/Vulcan/Vulcan+Target+Areas/13886.aspx
  3. ^ http://www.stfc.ac.uk/CLF/Facilities/Vulcan/Vulcan+Target+Areas/13887.aspx
  4. ^ Энциклопедия лазерной физики и техники: https://www.rp-photonics.com/chirped_pulse_amplification.html
  5. ^ Д. Стрикленд, Г. Муру, “Сжатие усиленных чирпированных оптических импульсов”, Опт. Commun. 56, 219 (1985)

внешняя ссылка

  • Vulcan и другие лазеры в CCLRC
  • Вулкан лазер
  • Бреннер, Кери. «Супер интенсивный лазер». Закулисная наука. Брэди Харан.