O chionn ghoirid, thug Institiud Lethisics Gnìomhaichte Acadamaidh na Ruis a-steach an Ionad EXAWATT airson fìor sgrùdadh aotrom (XCEL), prògram rannsachaidh airson innealan saidheans mòr stèidhichte air a bhith air lethlasers cumhachd àrd. Tha am pròiseact a 'toirt a-steach togail gu mathLATHA Cumhachd High PowerStèidhichte air teicneòlas modhan passe passe passe paramed passe parse passe passe pospshate mòr posphate Tha an obair seo a 'toirt seachad fiosrachadh cudromach agus toraidhean rannsachaidh mu phròiseact XELS agus na siostaman laser aige, a' toirt cunntas air tagraidhean agus buaidhean a tha co-cheangailte ri eadar-obrachadh raon solais ultra-làidir.
Chaidh am prògram XELL a mholadh ann an 2011 leis a 'chiad amas ann a bhith a' coileanadh cumhachd as àirdeLaserToradh de 200 PW, a thathas an-dràsta air ùrachadh gu 600 PW. Tha eSiostam laseran urra ri trì prìomh theicneòlasan:
(1) Thathas a 'cleachdadh teicneòlas parametic paramed paramed parecigeach (OpCa) an àite leudachadh mèirleach traidiseanta (bleplift pulse chirped, Opcpa). Teicneòlas CPA);
(2) a 'cleachdadh DKDP ris a' chois tràthchd, tha a 'maidseadh ìre Long-Long Ultra air a thoirt gu buil faisg air 910 nm tovelegth;
(3) Tha laser glasainn Noodymium Faser Nothermium le lùth de mhìltean de joules air a chleachdadh gus amplifier parametric a phumpadh.
Gheibhear maids Ìre Ultra-Long-Long-bliadhnaichean gu farsaing ann an iomadh criostalan agus air a chleachdadh ann an lagans opcpa femtosecond. Thathas a 'cleachdadh criostalan DKDP oir is iadsan an aon stuth a lorgar ann an cleachdadh a dh' fhaodar a fàs gu deichean de cheusairean de dh 'fhosglaidh agus aig an aon àm tha feartan optical iomchaidh gus taic a thoirt do stuth ioma-PWlasers. Thathas a 'faighinn a-mach gum bi Criostal DKDP air a phumpadh le solas tricead dùbailte LASER aig a' Mhuilinn Airmag tha mì-chothromachadh Taylor 0.
Tha Figear 1 na chruth sgeama de shiostam laser Xceilean. Tha an deireadh aghaidh a ghineadh buillean mèirle mèirleach le tonndadh meadhanach de 910 nm (1.3 ann am Figear Pulser air a shonadh gu laser pumped OpCpa (1.1 agus 1.2 ann am Figear 1). Bidh an ceann aghaidh cuideachd a 'dèanamh cinnteach gu bheil sioncronadh na buillean sin a bharrachd air na paramadairean lùth agus pastiotemoring riatanach. Tha OpcPA eadar-mheadhanach ag obair aig ìre ath-aithris nas àirde (1 HZ) a 'cur suas a' bhuilse chirp gu deichean èideadh (2 ann am Figear 1). Tha a 'chuisle air a mheudachadh nas motha leis an Opdapa Booter Opcpa a-steach do aon ghiùlan kilojoule agus air a roinn ann an 12 fo-ghiùlan co-ionann (4 ann am Figear 1). Anns a '12 OPCPA mu dheireadh, tha gach aon de na Bileagan solais camped aig gach aon de na 12 de na 12 de na 12 de na 12 sin air a mheudachadh gu ìre kilojoule (5 ann am figear 1) agus an uairsin air a dhlùthadh le bhith a' teannachadh gratings 1). Bithear a 'cleachdadh sìolachadh sgapte prògramteto-optic a chleachdadh anns a' cheann aghaidh gus sgaoileadh astar buidhne smachd a 'faighinn a-mach agus sgaoileadh òrdugh àrd, gus an leud a' mhòr-chuid as lugha fhaighinn. Tha cumadh aig Spectrum Ball de Supergahuss faisg air 12mh òrdugh, agus tha an leud-smachraidh spèilidh aig 1% den luach as motha 15% NM, a 'freagairt ris a' cheud priobach Crusaidh Cirters of 17 FS. A 'beachdachadh air an airgead-dìolaidh sgabasta neo-choileanta agus an duilgheadas air airgead-dìolaidh neo-loidhne ann am paraimeriers parametric, is e an leud a bu mhiosa 20 FS.
Bidh na Xcels Laser a 'fastadh dà modalan reusanta laser 8-Sianal Ufer-2m 1m 1), agus thèid 13 seanalan a chleachdadh gus a' phumpa Opcpa agus 12 OpcPA dheireannach a phugadh. Thèid na trì seanalan a tha air fhàgail a chleachdadh mar Neuscoure Nasosojole Nasosojoule a 'soilleireachadhstòran laserairson deuchainnean eile. Cuibhrichte le stairsneach briseadh optigeach air criostalan dkdep, tha dian neo-fhìreantachd a 'chuisle pumpaidh air a shuidheachadh gu 1.5 GW / cm2 airson gach seanal agus tha an ùine 3.5 NS.
Bidh gach sianal de na Xceilean Laser Xcels a 'dèanamh buillean le cumhachd 50 PW. Tha 12 seanalan gu h-iomlan a 'toirt seachad cumhachd toraidh iomlan de 600 PW. Anns a 'phrìomh sheòmar targaid, is e an dian as motha de gach sianal fo chumhachan air leth de chumhachan air leth de chumhachan air leth Ma tha buille de gach sianal teannachadh ri 2.6 FS le dòigh às deidh an dòigh-dige-truas, thèid cumhachd pulse incsaidh co-fhreagarrach a mheudachadh, a rèir dian aotrom 2.0 × 1025 w / cm2.
Gus barrachd dian aotrom a choileanadh, aig 600 toradh PW, bidh na buillean aotrom anns na 12 seanalan glaiste, mar a chithear an ìre fòcas ràinig an ìre cuidhteas 9 × 1025 w / cm2. Ma tha gach ceum pulse glaiste agus a sioncronachadh, thèid an dian aotrom a mheudachadh gu 3.2 × 1026 W / cm2. A bharrachd air a 'phrìomh sheòmar targaid, tha am pròiseact XELS a' toirt a-steach suas ri 10 deuchainn-lannan cleachdaiche, gach fear a 'faighinn aon no barrachd bheamaichean airson deuchainnean. A 'cleachdadh an raon solais làidir làidir seo, tha am pròiseact Xcels a' dealbhadh deuchainnean a dhèanamh ann an ceithir roinnean: pròiseasan electrodynamics ann an co-ionannachd dian air laser laser; Cinneasachadh agus luathachadh gràineanan; Ginealach de rèididheachd electromagnetic àrd-sgoile; Asprophysics dìcheallach, pròiseasan dùmhlachd àrd agus rannsachadh breithneachaidh.
Fig. 2 Geoimeatraidh a 'dìreadh anns a' phrìomh sheòmar targaid. Airson soilleireachd, tha sgàthan barraidh beabool 6 air a shuidheachadh
Tha Figear 3 a 'sealltainn cruth spàsail gach raon gnìomh de shiostam Laser Xcels san togalach deuchainneach. Tha dealan, pumpaichean falamh, làimhseachadh uisge, glanaidh agus fionnarachadh -òin air an làr ìseal. Tha an raon togail iomlan nas motha na 24,000 m2. Tha an caitheamh cumhachd iomlan mu dheidhinn 7.5 mw. Anns an togalach deuchainneach tha frèam iomlan falamh agus roinn a-muigh, gach fear air a thogail air dà bhunait air an sgeadachadh. Tha na siostaman falamh agus gluasadan a tha a 'fàs cronail eile air an cur a-steach air an bunait mhòr-chruinnich, gus am bi am bacadh air an t-siostam lasair tron bhunait agus an taic a lùghdachadh gu ìre tricead 1-200 HZ. A bharrachd air an sin, thèid lìonra de chomharran iomraidh Geodesic a stèidheachadh anns an Talla Laser gus sùil eagarach a chumail air gluasad na talmhainn agus an uidheamachd.
Tha am pròiseact XELS ag amas air goireas rannsachaidh mòr saidheansail a chruthachadh stèidhichte air lasairean cumanta as àirde as àirde. Faodaidh aon shianal de shiostam Laser Xcels dian susbainteach a thoirt seachad grunn thursan nas àirde na 1024 W / cm2, a ghabhas a dhol thairis air 1025 W / cm2 le teicneòlas às dèidh an aghaidh. Le buillean fòcas dipole bho 12 seanalachd ann an siostam laser, faodar dian a tha faisg air 1026 w / cm2 a choileanadh eadhon gun glasadh post-teann agus ìre. Ma tha a 'cho-shionain ìre eadar seanalan glaiste, bidh an dian aotrom grunn thursan nas àirde. A 'cleachdadh na h-innealan mòr seo agus na h-innealan mòr a bhriseadh a-steach agus an sgiathan Cansu Sumal Seallaidhean le dian-iarainn, sgaoilidhean achaidhean solais toinnte a' cleachdadh cuid de mheallsachaidh laser Laser agus rèididheachd àrd-sgoile. Bidh pàirt gun samhail seo ann an ach fiosaigean deuchainneach achaidh àbhaisteach electromagnetach na làraich.
Ùine a 'phuist: Mar-26-2024