Nova (laser)

Nova  är en superkraftig laser som fanns vid Livermore National Laboratory ( USA ) från 1984 till 1999 . Det huvudsakliga syftet med dess användning var att utföra tester på tröghet termonukleär fusion (ITS). Med denna laser 1996, för första gången [1] i världen, uppnåddes en petawatt uteffekt [ 2] . Den maximala mottagna effekten på 1,5 PW = 1,5⋅10 15 W , uppnådd 1999 [3] , förblev ett rekord för alla lasersystem under lång tid [4] , tills en 2 PW-laser demonstrerades i Kina 2013 [5] . Efter avslutat arbete ersattes Nova av NIF- systemet .

Huvudblock

Neodymiumglas användes som ett förstärkningsmedium i lasern , vars strålning omvandlades till den tredje övertonen (våglängd 351 nm ). Xenonlampor användes som pumpning . Totalt innehöll lasern tio generationskanaler. Typiska värden för egenskaperna hos laserpulser var en energi i storleksordningen 40 kJ med en pulslängd i storleksordningen 2,5 ns , vilket gav en effekt på 16 TW i varje linje. Denna strålning användes för att bestråla de inre väggarna av hohlraum, i mitten av vilket ett termonukleärt mål placerades. På väggarna omvandlades strålningen till röntgenområdet , som likformigt bestrålade målet, vilket orsakade ablation av ämnet från dess yta. Som ett resultat utövades ett enormt tryck på de inre lagren av målet , vilket ledde till komprimering och uppvärmning av det ämne som var nödvändigt för att antända den termonukleära reaktionen [6] .

Petawatt linje

1992 föreslogs att bygga en petawatt-kraftledning i syfte att använda den för den så kallade "snabbtändningen" av målet. 1993 anslogs pengar till detta projekt. Det beslutades att skapa ett hybridschema: först genererades strålning i titan-safir och sedan förstärktes den i neodymglas. För att uppnå petawatt-effekt användes chirped puls -förstärkningsteknik , vilket redan vid den tiden gjorde det möjligt att nå en effektnivå på 100 TW. Den största svårigheten var skapandet av diffraktionsspeglar för kompressorn. Från början antogs det att detta skulle kräva utveckling av teknik för att skapa dielektriska flerskiktsspeglar , men experimentörerna lyckades skapa metallspeglar som säkerställde en pulslängd på 0,5 ps . Den första serien av förberedande experiment med det nya systemet ägde rum i december 1994, den andra - i mars 1995. Systemet lanserades slutligen i maj 1996, vilket gav en laserpuls med en effekt på 1,25 PW vid utgången [1] . Senare förbättrades schemat något, vilket gjorde det möjligt att få rekord på 1,5 PW i en stråle vid en pulsenergi på 660 J och en varaktighet på 440 fs . Strålen hade en bra kvalitet och nådde vid fokusering en intensitet på >7⋅10 20 W/cm² [3] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 12 Michael Perry . Att korsa Petawatt-tröskeln (inte tillgänglig länk) . Livermore National Laboratory (december 1996). Hämtad 5 januari 2011. Arkiverad från originalet 15 september 2012.  
  2. ↑ Deanna M. Pennington et al. Petawatt lasersystem  (engelska)  // Proc. SPIE . - 1997. - Vol. 3047 . - S. 490 .
  3. ↑ 1 2 M. D. Perry et al. Petawatt laserpulser  (engelska)  // Optikbokstäver . - 1999. - Vol. 24 , nr. 3 . - S. 160-162 .
  4. ↑ A. V. Korzhimanov, A. A. Gonoskov, E. A. Khazanov , A. M. Sergeev . Horisonter för petawatt-lasersystem  // UFN . - 2011. - T. 181 . - S. 9-32 .
  5. ↑ Yuxi Chu et al. Högkontrast 2,0 Petawatt Ti:sapphire lasersystem  (engelska)  // Optics Express . - 2013. - Vol. 21, nr. 24 . - P. 029231. - doi : 10.1364/OE.21.029231 .
  6. ↑ Ted Perry, Bruce Remington. Nova Laser Experiment and Stockpile Stewardships (inte tillgänglig länk) . Livermore National Laboratory (september 1997). Hämtad 5 januari 2011. Arkiverad från originalet 7 juni 2011.