Optinės naujovės yra raktas į precedento neturintį tikslumą valdant didelės galios lazerio spindulius

BELLA didelės galios lazeriai

Fumika Isono, Berkeley laboratorijos (centre) doktorantė, Jerun van Tilborg, BELLA centro direktoriaus pavaduotojas (dešinėje) և Tyrėjas Samas Barberis eksperimentavo su nauju lazerio stabilizavimu viename iš BELLA centro 100-TW klasės lazerių. Kreditas: Marilyn Sargent / Berkeley laboratorija

„Berkeley Labs“ optinės naujovės gali nuraminti didelio intensyvumo lazerio smūgius

„Lawrence Berkeley“ nacionalinė laboratorija (Berkeley laboratorija) Berkeley laboratorijos lazerinio pagreičio (BELLA) energetikos departamente sukūrė և novatorišką optinę sistemą, skirtą tiksliai išmatuoti aukštų lazerio spindulių padėtį ir korekcijos kampą և stebėti precedento neturinčius. Tikslumas: – nenutraukiant ir neužstojant sijų. Naujoji sistema padės mokslo vartotojams gauti didžiausią galią iš didelės galios lazerių.

Bandomajam patvirtinimo darbui vadovavo Fumika Isono, UC Berkeley, Berkeley laboratorijos doktorantė. Jo išvados aprašytos naujausiame žurnalo „Cambridge University Press“ straipsnyje. Didelės galios lazerių mokslas, inžinerija,

„Tai didžiulis matavimo ir valdymo laimėjimas, kuris bus naudingas aukščiausios klasės lazerinei įrangai visame pasaulyje“,-sakė Cameronas Geddesas, Berkeley laboratorijos, kurios dalis yra BELLA centras, akselerometrų technologijų ir taikomosios fizikos (ATAP) direktorius.

Matavimas be trikdžių

Žmonės mano, kad lazeriai yra tokie tikslūs, kad jie kalba kaip metafora, tačiau reiklios programinės įrangos vartotojai žino, kad lazerio spinduliai sklinda nedideliu mastu, reaguodami net į labiausiai kontroliuojamą vibraciją laboratorijoje.

„Praleidus tikslą su keliais mikronais, galima padaryti skirtumą tarp nuostabaus mokslo apie„ nepageidaujamą foninio triukšmo pridėjimą “, – sakė Isono.

Mažesni nei tūkstantosios laipsnio nukrypimai taip pat gali sukelti nepageidaujamų komplikacijų. Čia atsiranda diagnostikos jutiklių ir grįžtamojo ryšio sistemos.

Šių parametrų matavimas yra triukas, tikslus ir nenutraukiant spindulio. Tradiciniai metodai arba labai sumažina spindulio galią, nutraukdami jo impulsus (bet kokiu atveju tai yra sunku intensyvioms, didelės galios spinduliams), arba turi netikslumų, nes spindulys nėra matuojamas tiksliai taip, kaip jis pateikiamas. Naujoviškas „BELLA Center“ metodas apima mažos galios suskaidytų spindulių sujungimo հիմնական stebėjimą, atspindėtą nuo paviršiaus specialiai suprojektuotomis baigtinėmis sijomis.

Šio naujo požiūrio pagrindas yra lazerinė architektūra, turinti tris pagrindines savybes. Pirma, jis vienu metu perduoda penkis didelės galios impulsus-tūkstantį mažos energijos impulsų per sekundę-visi vienodai! Antra, spindulių formavimas yra optimizuotas taip, kad atitiktų didelės ir mažos energijos impulsus pagal dydį: skirtumą. Galiausiai vieną iš atspindinčių spindulių veidrodžių jis pakeičia stilingu pleištiniu atšvaitu, kuris turi specialias dangas tiek priekyje, tiek gale.

Beveik visos pagrindinės sijos atsispindi nuo priekinio optikos paviršiaus ir nėra pastebimai paveiktos. Mažas pluoštas, kuris sudaro 1% įvesties galios, sklinda per priekinį paviršių ir atsispindi nuo galinio paviršiaus. Šis „liudytojo spindulys“ praeina per bet kurią vėlesnę optiką, lygiagrečią su pagrindine šviesa, ir nuokrypis yra pakankamas, kad būtų galima lengvai sumontuoti matavimo priemones. Galutinis rezultatas yra kampų pluoštas, nukreiptas kampu և į skersinę padėtį, kuri yra labai sujungta su pagrindine spinduliu.

„Rezultatas, – sakė Isono, – yra matavimas, kuris netrukdys pagrindiniam lazerio spinduliui, tačiau mums tai pasakys labai tiksliai“.

Privalumai BELLA centrui yond Be to

Artimiausiu metu tikslas yra naudoti šią diagnozę kaip grįžtamojo ryšio sistemos dalį, skirtą aktyviam lazerio skersinės padėties ի korekcijos kampo stabilizavimui. Preliminarūs tyrimai su 100 teravatų lazeriais BELLA centre buvo daug žadantys. Rankraštyje pateikiama perspektyva pašalinti sukrėtimus didelės galios 5 Hz lazeriuose, aktyviai stabilizuojant mažos energijos 1 kHz lazerinį impulsą. Lazerio spindulių vibracijos և judėjimas vyko kelių dešimčių hercų skalėje, o tai yra grįžtamojo ryšio sistemos diapazone. Tikimasi didelės galios lazerio impulsų perdavimo padėties և penkių kampų pagerėjimo.

Sepadz optika

„Berkeley Lab“ inovacijos esmė yra pleišto formos optika su 99% atspindinčia priekine tolimosios šviesos spinduliu-į galą nukreipta šviesa, atspindinčia mažos galios liudininkų spindulį. Du atspindėti spinduliai yra sutelkti beveik tuo pačiu atstumu beveik identiškais keliais, todėl liudytojo spindulys yra veikiamas tų pačių judesių kaip ir pagrindinis spindulys. Paskola: Berkeley laboratorija

Lazerio kūrimasplazma Dalelių greitintuvai (LPA), pagrindinė BELLA centro misija, yra galimų šios naujovės privalumų pavyzdys. LPA sukuria itin didelius elektrinius laukus, kurie labai greitai pagreitina įkrautas daleles, todėl kitai kartai suteikiamas kompaktiškesnis ir labiau prieinamas greitintuvų asortimentas. Kadangi LPA įsibėgėja plono vamzdžio ar kapiliaro viduje, jiems bus labai naudinga pagerinti variklio lazerio spindulių padėtį ir pataisos kampą.

Tiesioginis naudojimas BELLA centre yra lazerio plazmos greitintuvo (LPA) naudojimas elektroninių spindulių tiekimui laisviems elektronų pluoštams (FEL) – prietaisui, kuris gamina ryškius, daug didesnės energijos oton fotonų impulsus, esant trumpesniam bangos ilgiui. matoma šviesa.

„Slopintuvas, magnetinė masė, kuria grindžiama FEL, turi labai griežtus elektronų spindulių priėmimo reikalavimus, kurie yra tiesiogiai susiję su šoniniais LPA variklio lazerio krypties svyravimais“, – sakė Isono.

Siūloma naujos kartos lazerinė sistema „kBELLA“, kuri sujungia didelę galią su kilohercų pasikartojimo greičiu, bus dar viena galimybė.

Tikimasi, kad lazerinės laboratorijos sulauks pasaulinio susidomėjimo. „Šis darbas neapsiriboja lazerio plazmos pagreičiu“,-sakė BELLA centro direktorius Ericas Esarey. “Tai tenkina ypatingą didelės galios lazerių bendruomenės poreikį, ty be didelių trukdžių pademonstruoti mažos energijos tarpusavyje sujungtą mažos energijos kopiją. Visur, kur reikia labai tiksliai perduoti didelės galios lazerio spindulius bet kuriai programai, ši diagnozė labai pasikeis. Pagalvokite apie lazerio ir dalelių susidūrimo bandymus arba lazerio sąveiką su mikronų tikslumo taikiniais, tokiais kaip kapiliarai ar lašeliai.

Nuoroda. “Didelės galios neužblokuoto lazerio tiekimo diagnozė, galutinis 100-TW klasės lazerinių impulsų dėmesys”-Fumika Isono, Yeruen van Tilborg, Samuel K. Barber, Joseph Ozef Natal, Curtis Berger, Haynnay, Tobias Ostermayer, Anthony Gonzalves, Cameron Geddes ir Ericas Esari, 2021 m. Gegužės 26 d. Didelės galios lazerių mokslas, inžinerija,
DOI: 10.1017 / hpl.2021.12:

Darbą rėmė DOE of Science, Basic Energy Energy Office, gavęs Eeroen van Tilborg dotaciją iš ankstyvosios karjeros tyrimų programos, be Betty Moore fondo iš Gordono didelės energijos fizikos biuro.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.