laser wulkaniczny

Vulcan Laser, część Central Laser Facility na miejscu w Rutherford Appleton Laboratory, Oxfordshire.

Laser Vulcan to podczerwony , 8-wiązkowy, petawatowy laser ze szkła neodymowego w Rutherford Appleton Laboratory 's Central Laser Facility w Oxfordshire w Wielkiej Brytanii. Był to pierwszy działający laser w placówce.

Został zaprojektowany tak, aby dostarczać irradiancję na docelowym poziomie 10 ²¹ W/cm ² dla szeroko zakrojonego programu eksperymentalnego w fizyce podstawowej i zaawansowanych zastosowaniach. Obejmuje to oddziaływanie światła o bardzo dużym natężeniu z materią, badania syntezy jądrowej z szybkim zapłonem, reakcje jądrowe indukowane fotonami, przyspieszanie elektronów i jonów przez fale świetlne, astrofizykę w laboratorium i eksplorację świata plazmy zdominowanego przez teorię względności .

W 2005 roku laser Vulcan był laserem skupionym o największej intensywności na świecie, potwierdzonym przez Księgę Rekordów Guinnessa, zdolnym do wytwarzania petawatowej wiązki laserowej o skupionej intensywności 10 ²¹ W/cm ² .

Obszary docelowe

Obecnie istnieją dwa aktywne obszary docelowe, Target Area Petawatt i Target Area West, po likwidacji Target Area East.

Obszar docelowy Zachód

Target Area West działa z podwójnymi liniami wiązki o krótkim impulsie, dostarczając intensywności 10 ¹⁹ W/cm ² do eksperymentów z pompą i sondą przy użyciu optyki skupiającej F3, dostępne są inne konfiguracje. Sześć długich wiązek impulsów można skonfigurować wraz z krótkimi impulsami w wielu konfiguracjach, w tym skupienie jednostronne, kompresja cylindryczna i sferyczna. Wiązki długich impulsów mogą pracować z długością impulsu od 0,5 ns do 8 ns i energią od 50 J do 300 J na wiązkę. Można ustawić różne konfiguracje impulsów, w tym impulsy przed i po.

Obszar docelowy Petawat

Obszar docelowy Petawatt zapewnia pojedynczy krótki impuls na cel z długą linią impulsową. Jest skonfigurowany tak, aby dostarczać najwyższą intensywność przez duże lustro paraboliczne. Podobnie jak w przypadku Target Area West, możliwe są różne konfiguracje impulsów.

Wydajność

Vulcan może dostarczyć 500 J do celu w skompresowanym impulsie 500 fs, dając szczytowe natężenie napromienienia 10 ²¹ W/cm ² w ognisku 5 μm. Taka wydajność nie jest możliwa wyłącznie dzięki wzmacniaczom Nd:szkło, ponieważ zawężenie wzmocnienia zmniejszyłoby szerokość pasma impulsu poniżej limitu wymaganego do utrzymania czasu trwania impulsu.

• Nowatorski przedni system wzmacniający oparty na Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA), obejmujący czasowe rozciąganie impulsu przed wzmocnieniem, po którym następuje kompresor impulsów. Generuje to impulsy o energii około 10 mJ przy dużej szerokości pasma (1 mJ nm ^-1 ) do wstrzyknięcia do łańcucha wzmacniacza prętowego i dyskowego Vulcan.
• Łańcuch wzmacniacza jest zoptymalizowany pod kątem przepustowości przy użyciu kombinacji środków wzmacniających Nd: fosforan i Nd: krzemian.
• Wdrożono system optyki adaptacyjnej (AO) w celu poprawy jakości wiązki do poziomu bliskiego dyfrakcji.

Zobacz też

• Centralny Zakład Laserowy
• Laboratorium Rutherforda Appletona
• Lista typów laserów
• Wzmocnienie ćwierkającego impulsu
• Krajowa instalacja zapłonowa

Linki zewnętrzne

• Vulcan i inne lasery w CCLRC
• laser wulkaniczny
• Brenner, Ceri. „Super intensywny laser” . Nauka za kulisami . Brady'ego Harana .