Nova (laser)

Nova  on supertehokas laser , joka oli olemassa Livermoren kansallisessa laboratoriossa ( USA ) vuosina 1984–1999 . Sen käytön päätarkoituksena oli suorittaa inertiaalisen lämpöydinfuusion (ITS) testejä. Tällä laserilla saavutettiin vuonna 1996 ensimmäistä kertaa [1] maailmassa petawatin lähtöteho [2] . Suurin vastaanotettu teho 1,5 PW = 1,5⋅10 15 W , saavutettu vuonna 1999 [3] , on pitkään ollut kaikkien laserjärjestelmien ennätys [4] kunnes 2 PW laser esiteltiin Kiinassa vuonna 2013 [5] . Työn päätyttyä Nova korvattiin NIF -järjestelmällä .

Päälohko

Laserissa käytettiin vahvistusväliaineena neodyymilasia , jonka säteily muutettiin kolmanneksi harmoniseksi (aallonpituus 351 nm ). Ksenonlamppuja käytettiin pumppauksena . Kaikkiaan laser sisälsi kymmenen sukupolven kanavaa. Laserpulssien ominaisuuksien tyypilliset arvot olivat luokkaa 40 kJ ja pulssin kesto luokkaa 2,5 ns , mikä antoi tehon 16 TW jokaisessa linjassa. Tällä säteilyllä säteilytettiin hohlraumin sisäseinämiä, joiden keskelle asetettiin lämpöydinkohde. Seinillä säteily muunnettiin röntgenalueeksi , mikä säteilytti tasaisesti kohdetta aiheuttaen aineen ablaation sen pinnalta. Tämän seurauksena kohteen sisäkerroksiin kohdistui valtava paine , mikä johti lämpöydinreaktion sytyttämiseen tarvittavan aineen puristumiseen ja kuumenemiseen [6] .

Petawatt line

Vuonna 1992 ehdotettiin petawattisen voimalinjan rakentamista, jonka tarkoituksena oli käyttää sitä kohteen niin sanottuun "nopeaan sytyttämiseen" . Vuonna 1993 tälle hankkeelle myönnettiin rahaa. Päätettiin luoda hybridijärjestelmä: ensin säteilyä tuotettiin titaanisafiirissa ja sitten sitä vahvistettiin neodyymilasissa. Petawattitehon saavuttamiseksi käytettiin sirkutettua pulssivahvistustekniikkaa , joka mahdollisti jo tuolloin 100 TW:n tehotason saavuttamisen. Suurin vaikeus oli diffraktiopeilien luominen kompressorille. Aluksi oletettiin, että tämä vaatisi teknologian kehittämistä monikerroksisten dielektristen peilien luomiseksi , mutta kokeilijat onnistuivat luomaan metallipeilejä, jotka takasivat pulssin keston 0,5 ps . Ensimmäinen sarja valmistelevia kokeita uudella järjestelmällä tapahtui joulukuussa 1994, toinen - maaliskuussa 1995. Järjestelmä lanseerattiin lopulta toukokuussa 1996 ja se antoi laserpulssin, jonka teho oli 1,25 PW [1] . Myöhemmin järjestelmää parannettiin hieman, mikä mahdollisti ennätysten saavuttamisen 1,5 PW yhdessä säteessä pulssienergialla 660 J ja kestolla 440 fs . Säteen laatu oli hyvä ja se saavutti tarkennettaessa intensiteetin >7⋅10 20 W/cm² [3] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 12 Michael Perry . Petawatt Threshold -rajan ylittäminen (linkki ei käytettävissä) . Livermore National Laboratory (joulukuu 1996). Haettu 5. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 15. syyskuuta 2012.  
  2. ↑ Deanna M. Pennington et ai. Petawatt-laserjärjestelmä  (englanniksi)  // Proc. SPIE . - 1997. - Voi. 3047 . - s. 490 .
  3. ↑ 1 2 M. D. Perry et ai. Petawattilaserpulssit  (englanniksi)  // Optics Letters . - 1999. - Voi. 24 , nro. 3 . - s. 160-162 .
  4. ↑ A. V. Korzhimanov, A. A. Gonoskov, E. A. Khazanov , A. M. Sergeev . Petawattilaserjärjestelmien horisontit  // UFN . - 2011. - T. 181 . - S. 9-32 .
  5. ↑ Yuxi Chu et ai. Korkeakontrastinen 2,0 Petawatt Ti:sapphire laser system  (englanniksi)  // Optics Express . - 2013. - Vol. 21, ei. 24 . - P. 029231. - doi : 10.1364/OE.21.029231 .
  6. ↑ Ted Perry, Bruce Remington. Nova Laser Experiments and Stockpile Stewardships (linkki ei saatavilla) . Livermore National Laboratory (syyskuu 1997). Haettu 5. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 7. kesäkuuta 2011.