Secondo i resoconti dei media stranieri, il centro Berkeley Laboratory Laser Accelerator (Bella) nel Berkeley National Laboratory del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti ha sviluppato e testato un sistema ottico innovativo che misura e controlla accuratamente la posizione dei raggi laser ad alta potenza e punta al precisione precedente. Angolo - non interrompere o interferire con il raggio laser. Questo nuovo sistema aiuterà gli utenti della comunità scientifica a massimizzare i laser ad alta potenza.
Questo lavoro di verifica sperimentale è diretto da Berkeley Lab e Ph.D. a Berkeley, Università della California. La sua ricerca è stata descritta in un articolo su "High Power Laser Science and Engineering", "High Power Laser Science and Engineering".
Berkeley Laboratory Accelerator Technology and Application Physical Ministry (ATAP) CAMERON GEDDES ha dichiarato: "Si tratta di un enorme progresso nella misurazione e nel controllo, che andrà a beneficio delle strutture laser ad alta potenza nel mondo". Il centro Bella fa parte del dipartimento.
Nessuna misura di interferenza
Alcuni utenti con applicazioni impegnative sanno che il raggio laser si muove entro un intervallo minimo per rispondere anche alle vibrazioni e alle variazioni dell'ambiente di laboratorio più controllate. ISONO ha detto: "Se manchi l'obiettivo, purché tu abbia pochi micron, puoi fare la differenza tra gli inutili supplementi della straordinaria scienza e il rumore di fondo". Un piccolo offset della direttiva può anche comportare complessità inutili. È qui che funzionano il sensore diagnostico e il sistema di feedback.
Nessuna misurazione delle interferenze
Alcuni utenti con applicazioni impegnative sanno che il raggio laser si muove all'interno di un intervallo minimo per rispondere anche alle vibrazioni e alle variazioni dell'ambiente di laboratorio più controllate, ha affermato ISONO:. "Se manchi l'obiettivo, fintanto che hai pochi micron, puoi fare la differenza tra gli inutili supplementi della straordinaria scienza e il rumore di fondo. "Anche un piccolo offset della direttiva può comportare complessità inutili. È qui che funzionano il sensore diagnostico e il sistema di feedback.
Il cuore di questo nuovo metodo è un'architettura laser con tre proprietà chiave. In primo luogo, fornisce cinque impulsi ad alta potenza e mille impulsi a bassa potenza al secondo, che seguono tutti lo stesso percorso. In secondo luogo, la linea del fascio è progettata per ottimizzare, rendendo l'impulso ad alta potenza e la dimensione e divergenza dell'impulso a bassa potenza. Infine, sostituisce uno degli specchi a filo a raggio riflesso con un innovativo specchio a forma di cuneo che ha uno speciale rivestimento sulla superficie anteriore e posteriore dello specchio.
La quasi totalità dei fasci principali viene riflessa dalla superficie frontale dell'elemento ottico senza risentire di altri effetti significativi. Una piccola porzione del raggio (1% della potenza in ingresso) viene propagata attraverso la superficie anteriore e riflessa dalla superficie posteriore. Questo "raggio di testimonianza" è quasi parallelo al raggio principale attraverso qualsiasi dispositivo ottico successivo e c'è uno shunt sufficiente per facilitare il posizionamento dello strumento. Il risultato finale è che l'angolo di puntamento e la posizione laterale del fascio luminoso sono correlati all'altezza del fascio abbagliante.
Isono ha affermato che il risultato è "una misurazione che non interferisce con il raggio laser principale, ma è molto precisa per dirci la sua situazione".
Vantaggi per Bella Center e altrove
Un recente obiettivo dei ricercatori è utilizzare questo metodo diagnostico come parte del sistema di feedback per stabilizzare attivamente la posizione laterale e l'angolo di puntamento del laser. Si auspica uno studio preliminare sul centro Bella con laser da 100 terawatt. Il manoscritto illustra la prospettiva del jitter del laser ad alta potenza a 5 Hz stabilizzando attivamente la sequenza di impulsi laser di bassa potenza a 1 kHz. La vibrazione e il movimento del raggio laser si sono verificati in poche decine di Hertz, il che rientra completamente nella gamma dei pratici sistemi di feedback. Si prevede che la posizione e l'angolo della trasmissione di impulsi laser ad alta potenza miglioreranno cinque volte.
Lo sviluppo dell'acceleratore di particelle al plasma laser (LPAS) è il compito principale del centro del Bella, che riflette i potenziali benefici di questa innovazione. LPAS produce un campo elettrico super elevato, che può accelerare le particelle cariche molto rapidamente, fornendo così speranza per la prossima generazione, un acceleratore più conveniente, che può essere utilizzato in varie applicazioni. Poiché l'LPA viene accelerato in un sottile tubo cavo o "capillare", trarranno grande vantaggio da un migliore controllo della posizione del raggio laser dell'unità e dell'angolo di puntamento.
Un'applicazione diretta al centro di BELLA consiste nel fornire un raggio di elettroni per il laser elettronico libero (FEL) utilizzando un acceleratore di plasma guidato dal laser: l'apparato può produrre un impulso fotonico luminoso rispetto all'energia della luce visibile e una lunghezza d'onda corta.
Isono ha detto: "Il risoter, l'array magnetico nel nucleo FEL, ha un requisito molto rigoroso per l'accettazione del raggio di elettroni, che è direttamente correlato all'angolo di puntamento e alle fluttuazioni orizzontali del laser dell'unità LPA".
Il Kbella proposto è un sistema laser di nuova generazione, che sarà una possibile applicazione in combinazione con alta potenza e ripetizione kilohertz. "Questo lavoro non si limita all'accelerazione del plasma laser", ha affermato il direttore del Bella Center. Eric Eric Esarey. "Risolve una domanda specifica per l'intero settore dei laser ad alta potenza, il che dimostra una copia a bassa potenza correlata a impulsi ad alta potenza, senza interferenze evidenti. Qualsiasi posto dove passare raggi laser ad alta potenza a qualsiasi applicazione con una certa precisione, questa diagnostica porterà grandi cambiamenti. Pensa all'esperimento di collisione delle particelle laser o all'interazione tra laser e bersagli di precisione micron. "
