Enligt rapporter i utländska medier har Berkeley Laboratory Laser Accelerator (Bella) center i Berkeley National Laboratory vid det amerikanska energidepartementet utvecklat och testat ett innovativt optiskt system som noggrant mäter och kontrollerar positionen för högeffektlaserstrålar och pekar på tidigare precision. Vinkel - inte avbryta eller störa laserstrålen. Detta nya system kommer att hjälpa användare i forskarvärlden att maximera högeffektlasrar.
Detta experimentella verifieringsarbete leds av Berkeley Lab och Ph.D. i Berkeley, California University. Hennes forskning har beskrivits i en artikel i "High Power Laser Science and Engineering", "High Power Laser Science and Engineering".
Berkeley Laboratory Accelerator Technology and Application Physical Ministry (ATAP) CAMERON GEDDES sa: "Detta är ett enormt framsteg inom mätning och kontroll, som kommer att gynna högeffektlaseranläggningarna i världen." Bella centrum är en del av avdelningen.
Ingen störningsmätning
Vissa användare med krävande applikationer vet att laserstrålen rör sig inom ett minimalt område för att reagera på även den mest kontrollerade laboratoriemiljöns vibrationer och variation. ISONO sa: "Om du missar målet, så länge du har några mikron, kan du göra skillnad mellan de onödiga tilläggen av den fantastiska vetenskapen och bakgrundsljudet." Liten direktivförskjutning kan också resultera i onödiga komplexiteter. Det är här den diagnostiska sensorn och återkopplingssystemet fungerar.
Ingen störningsmätning
Vissa användare med krävande applikationer vet att laserstrålen rör sig inom ett minimalt område för att reagera på även den mest kontrollerade laboratoriemiljöns vibrationer och variation ISONO sa:. "Om du missar målet, så länge du har några mikron, kan du göra skillnad mellan de onödiga tilläggen av den fantastiska vetenskapen och bakgrundsljudet. "Liten direktivförskjutning kan också resultera i onödiga komplexiteter. Det är här den diagnostiska sensorn och återkopplingssystemet fungerar.
Kärnan i denna nya metod är en laserarkitektur med tre nyckelegenskaper. För det första ger den fem högeffektpulser och tusen lågeffektpulser per sekund, som alla följer samma väg. För det andra är strållinjen utformad för att optimera, vilket gör högeffektpulsen och storleken och divergensen hos lågeffektpulsen. Slutligen ersätter den en av de reflekterade trådspeglarna med en innovativ kilformad spegel som har en speciell beläggning på framsidan och spegelns baksida.
Nästan alla huvudstrålar reflekteras från frontytan av det optiska elementet utan att påverkas av andra betydande effekter. En liten del av strålen (1 procent av ineffekten) fortplantas genom den främre ytan och reflekteras från den bakre ytan. Denna "vittnesstråle" är nästan parallell med helljuset genom varje efterföljande optisk anordning, och det finns tillräcklig shunt för att underlätta placeringen av instrumentet. Slutresultatet är att ljusstrålens pekvinkel och sidoposition är relaterad till helljushöjden.
Isono sa att resultatet är "en mätning som inte stör huvudlaserstrålen, men det är mycket exakt att berätta om dess situation."
Fördelar till Bella Center och på andra håll
Ett nyligen mål för forskare är att använda denna diagnostiska metod som en del av återkopplingssystemet för att aktivt stabilisera laserns sidoposition och pekvinkel. Förstudie om Bella centrum med 100 terawatts lasrar hoppas man. Manuskriptet illustrerar utsikterna för jitter av högeffekts 5 Hz laser genom att aktivt stabilisera laserpulssekvensen med låg effekt 1 kHz. Laserstrålens vibrationer och rörelse inträffade i några tiotals Hertz, vilket är helt inom räckvidden för praktiska återkopplingssystem. Det förväntas att positionen och vinkeln för högeffektlaserpulsöverföring kommer att förbättras fem gånger.
Utvecklingen av laserplasmapartikelaccelerator (LPAS) är huvuduppgiften för Bellas centrum, vilket återspeglar de potentiella fördelarna med denna innovation. LPAS producerar ett superhögt elektriskt fält, som kan accelerera de laddade partiklarna mycket snabbt, och därigenom ge hopp om nästa generations, mer prisvärda accelerator, som kan användas i olika applikationer. Eftersom LPA accelereras i ett tunt ihåligt rör eller "kapillär", kommer de att dra stor nytta av förbättrad kontroll av drivlaserstrålens position och pekvinkel.
En direkt applikation i BELLAs centrum är att tillhandahålla en elektronstråle för den fria elektroniska lasern (FEL) med hjälp av en laserdriven plasmaaccelerator - apparaten kan producera en ljus fotonpuls än den synliga ljusenergin och en kort våglängd.
Isono sa: "Risotern, den magnetiska arrayen vid FEL-kärnan, har ett mycket strikt krav på acceptans av elektronstrålen, som är direkt relaterad till pekvinkeln och horisontella fluktuationer hos LPA-drivlasern."
Det föreslagna Kbella är ett nästa generations lasersystem, som kommer att vara en möjlig applikation i kombination med hög effekt och kilohertzupprepning. "Detta arbete är inte begränsat till laserplasmaacceleration", sa chefen för Bella Center. Eric Eric Esarey. "Det löser en specifik efterfrågan för hela högeffektlaserindustrin, vilket bevisar högeffektpulsrelaterad lågeffektkopiering, utan uppenbar störning. Varje plats att skicka högeffektlaserstrålar till vilken applikation som helst med en viss noggrannhet, kommer denna diagnostik att ge stora förändringar. Tänk på laserpartikelkollisionsexperimentet eller interaktionen mellan laser- och mikronprecisionsmål."
