Вулкан лазер

Лазер Вулкан, часть Центральной лазерной установки в лаборатории Резерфорда Эпплтона, Оксфордшир.

Лазер Vulcan представляет собой инфракрасный 8-лучевой петаваттный на неодимовом стекле лазер , установленный в Центральной лазерной установке лаборатории Резерфорда Эпплтона в Оксфордшире, Великобритания. Это был первый действующий лазер на объекте.

Он предназначен для обеспечения облучения на целевом уровне 10 ²¹ Вт/см ² за широкую экспериментальную программу в области фундаментальной физики и передовых приложений. Сюда входит взаимодействие света сверхвысокой интенсивности с веществом, исследования термоядерного синтеза с быстрым зажиганием, ядерные реакции, индуцированные фотонами, ускорение электронов и ионов световыми волнами, астрофизика в лаборатории и исследование мира плазмы, в котором доминирует теория относительности .

В 2005 году лазер Vulcan был сфокусированным лазером самой высокой интенсивности в мире, сертифицированным Книгой рекордов Гиннеса, способным генерировать петаваттный лазерный луч с фокусированной интенсивностью 10 ²¹ Вт/см ² .

Целевые области

В настоящее время существует две активные целевые зоны: целевая зона Петаватт и целевая зона Запад, после вывода из эксплуатации восточной целевой зоны.

Целевой район Запад

Западная целевая зона работает с двойными короткими импульсными лучами, обеспечивающими интенсивность 10 ¹⁹ Вт/см ² для экспериментов накачки-зонда с использованием фокусирующей оптики F3 доступны другие конфигурации. Шесть пучков длинных импульсов могут быть сконфигурированы вместе с короткими импульсами в различных конфигурациях, включая односторонний кластер, цилиндрическое и сферическое сжатие. Пучки длинных импульсов могут работать с длительностью импульса от 0,5 нс до 8 нс и энергией от 50 до 300 Дж на луч. Можно установить различные конфигурации импульсов, включая предварительные и постимпульсы.

Целевая область Петаватт

Целевая область Петаватт подает на цель один короткий импульс с длинной линией луча. Он настроен на передачу максимальной интенсивности через большое параболическое зеркало. Как и в случае с целевой областью «Запад», возможны различные конфигурации импульсов.

Производительность

Vulcan может доставить 500 Дж на цель сжатым импульсом длительностью 500 фс, что дает пиковую освещенность 10. ²¹ Вт/см ² в фокусном пятне размером 5 мкм. Такая производительность невозможна только с помощью усилителей из неодимового стекла, поскольку сужение усиления приведет к уменьшению полосы пропускания импульса ниже предела, необходимого для поддержания длительности импульса.

• Новая система усиления входного сигнала, основанная на оптическом параметрическом усилении чирпированных импульсов. (OPCPA), включающий предварительное усиление импульса во времени с последующим компрессором импульса. Это генерирует импульсы мощностью около 10 мДж с широкой полосой пропускания (1 мДж нм). ⁻¹ ) для впрыска в цепь стержневого и дискового усилителя Vulcan.
• Цепь усилителя оптимизирована по полосе пропускания с использованием комбинации усиливающих сред из Nd:фосфата и Nd:силиката.
• Система адаптивной оптики (AO) реализована для улучшения качества луча до уровня, близкого к ограничению дифракции.

См. также

• Центральная лазерная установка
• Лаборатория Резерфорда Эпплтона
• Список типов лазеров
• Усиление чирпированных импульсов
• Национальная установка зажигания

Внешние ссылки

• Вулкан и другие лазеры в CCLRC
• Вулкан лазер
• Бреннер, Кери. «Сверхинтенсивный лазер» . Закулисная наука . Брэйди Харан .