Центральная лазерная установка
Central Laser Facility ( CLF ) — исследовательский центр в Великобритании. Это часть лаборатории Резерфорда Эпплтона . Центр посвящен изучению применения лазеров высокой энергии . Он был открыт в 1976 году. [1] По состоянию на 2013 год на ЦЛФ действуют 5 активных лазерных лабораторий: «Вулкан» , «Астра Джемини», «Артемида», «УЛЬТРА» и «ОКТОПУС». Центр предоставляет как мощные, так и высокочувствительные лазеры для исследования в широких областях науки: от атомной физики и физики плазмы до медицинской диагностики, биохимии и наук об окружающей среде . [2] Также через Центр передовых лазерных технологий и приложений (CALTA) CLF отвечает за разработку лазеров. DiPOLE является детищем этого проекта. [3]
История
[ редактировать ]Vulcan — первый действующий лазер на CLF. [1] К 1997 году, когда был назначен новый директор, М.Р.Р. Хатчинсон, ранее работавший в Имперском колледже Лондона , CLF также эксплуатировал второй лазер, «Титания», который на тот момент считался самым ярким в мире лазером на фториде криптона . [4]
Современные лазеры
[ редактировать ]Вулкан
[ редактировать ]« Вулкан» — самая мощная в мире установка для использования лазеров. [2] Он излучает луч света мощностью в петаватты. [5] Строительство активной зоны «Вулкана» было осуществлено компанией «Квэрнер Инжиниринг энд Констракшн» в соответствии со спецификациями, сопоставимыми со спецификациями атомной промышленности. Камера облицована алюминием и свинцом для снижения радиации. [6]
Vulcan, первоначально представлявший собой двухлучевой неодимовый лазер мощностью 0,5 тераватт, был впервые модернизирован в 1980 году до 6-лучевого лазера мощностью 1,5 ТВт. В 1982 году мощность снова была увеличена до 3 ТВт. [1]
Астра Близнецы
[ редактировать ]Astra Gemini — это двухлучевая из титана и сапфира лазерная система . Большинство Ti:Sapphire лазеров являются однолучевыми. Astra Gemini имеет 2 усилителя, излучающих луч мощностью 0,5 петаватт. Двухлучевая система предназначена для экспериментов по физике плазмы . [7]
Артемида
[ редактировать ]«Артемида» излучает XUV-свет . Проект был начат в сотрудничестве с Diamond Light Source для изучения атомной/молекулярной физики, науки о поверхности и материаловедения. [2] Artemis также можно использовать для изучения динамики автоионизации и сверхбыстрого размагничивания. [8]
УЛЬТРА
[ редактировать ]Сочетая лазер, детектор и оптический пинцет , ULTRA обеспечивает молекулярную динамику для изучения физических и биологических наук. Несколько массивов ULTRA обеспечивают большую гибкость при объединении нескольких лучей по всему спектру с разной синхронизацией и длиной импульса. Ультра манипулирует микроскопическими частицами, взвешенными в жидкости, таким образом, что силы не являются навязчивыми или разрушительными. [9]
ОСЬМИНОГ
[ редактировать ]OCTOPUS — это кластер изображений. Здесь предлагается множество различных методов визуализации, таких как многомерная микроскопия одиночных молекул , конфокальная микроскопия (FLIM, FRET и многофотонная) и оптическая профилометрия . Он работает как часть группы функциональной биосистемной визуализации (ФБР). [10]
Внешние проекты
[ редактировать ]HiLASE
[ редактировать ]В апреле 2013 года было объявлено, что CLF выиграла контракт с проектом HiLASE. [11] Установка HiLASE [12] расположен в городе Долни-Бржежаны , Чехия . Стоимость контракта для CLF составляет 10 миллионов фунтов стерлингов, а стоимость всего проекта составляет 30 миллионов фунтов стерлингов. Тендер был выигран благодаря разработке высокоэнергетической твердотельной лазерной системы с диодной накачкой ( DiPOLE ), разработанной учеными CLF.
HiPER
[ редактировать ]В сотрудничестве с лазерными установками по всему миру, PETAL (Франция), OMEGA-EP (США) и FIREX (Япония), CLF изучает возможность использования быстрого зажигания для создания энергии инерционного термоядерного синтеза. Объект HiPER планируется построить в Европе, а за исследованиями будут наблюдать эксперты из 9 стран. [2] [13]
Известные исследования
[ редактировать ]Световые часы
[ редактировать ]Альберт Эйнштейн в рамках своей специальной теории относительности предположил , что свет, отраженный от зеркала, движущегося со скоростью, близкой к скорости света, будет иметь более высокую пиковую мощность, чем падающий свет, из-за временного сжатия. С помощью плотного релятивистского электронного зеркала, созданного из лазерного импульса высокой интенсивности и фольги нанометрового размера, было показано, что частота лазерного импульса когерентно смещается от инфракрасного диапазона к ультрафиолетовому. Результаты проливают свет на процесс отражения электронных зеркал, генерируемых лазером, и предполагают будущие исследования релятивистских зеркал. [14]
Диполь
[ редактировать ]Раньше было невозможно совместить высокую энергию импульса с высокой частотой повторения. Вулкан представлял собой высокоимпульсный лазер с низкой повторяемостью (порядка импульсов в час). Другие, хотя и могли выдавать много импульсов в секунду, были ограничены более низкой энергией. DiPOLE позволит комбинировать их. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с MH Key 1985 Nucl. Fusion 25 1351 , номер документа: 10.1088/0029-5515/25/9/063.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Лазерная физика высокой интенсивности: последние результаты и разработки на Центральном лазерном заводе, Великобритания» , ASERS and Electro-Optics – Pacific Rim, 2007. CLEO/Pacific Rim 2007. Конференция по , том., №, стр. 1, 2, 26–31 августа 2007 г., номер: 10.1109/CLEOPR.2007.4391130.
- ^ «Центральная лазерная установка-КАЛТА» . Архивировано из оригинала 17 июня 2013 г. Проверено 10 июня 2013 г.
- ^ Новый директор Центрального лазерного завода , Оптика и лазерные технологии, Том 29, Выпуск 3, апрель 1997 г., Страница v, ISSN 0030-3992, 10.1016/S0030-3992(97)82698-9.
- ^ «Центральная лазерная установка-Лазерная установка» . Архивировано из оригинала 16 июня 2013 г. Проверено 7 июня 2013 г.
- ^ «Квэрнер за сердцем лазера Вулкана». Профессиональная инженерия 15.20 (2002): 52. Академический поиск завершен. Веб. 6 июня 2013 г.
- ^ «Ввод в эксплуатацию петаваттной титан-сапфировой лазерной системы Astra Gemini» , Лазеры и электрооптика, Конференция 2008 и 2008 годов по квантовой электронике и лазерной науке. CLEO/QELS 2008. Конференция, том, №, стр. 1,2, 4–9 мая 2008 г.
- ^ «Артемида» . Центральная лазерная установка СТФК . УКР. Архивировано из оригинала 4 ноября 2020 года . Проверено 4 ноября 2020 г. .
- ^ «Центральная лазерная установка-УЛЬТРА» . Архивировано из оригинала 10 февраля 2013 г. Проверено 7 июня 2013 г.
- ^ «Центральная лазерная установка-ОСЬМОПУС» . Архивировано из оригинала 17 июня 2013 г. Проверено 10 июня 2013 г.
- ↑ Хелен Лок, «Лаборатория STFC выигрывает крупный чешский контракт» , Times Higher Education , 12 апреля 2013 г.
- ^ «ХАЙЛАСЭ» . ПриветЛАСЭ . Архивировано из оригинала 1 ноября 2020 года . Проверено 4 ноября 2020 г. .
- ^ HiPER-лазерная энергия будущего.
- ^ Релятивистские электронные зеркала из наноразмерной фольги для когерентного повышения частоты до крайнего ультрафиолета , Nature Communications 4, номер статьи: 1763 doi:10.1038/ncomms2775.
- ^ «Центральная лазерная установка-ДиПОЛ» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2015 г. Проверено 10 июня 2013 г.
51 ° 34'21 ″ с.ш. 1 ° 18'57 ″ з.д. / 51,5726 ° с.ш. 1,3159 ° з.д.