په دې وروستیو کې، د روسیې د علومو اکاډمۍ د تطبیق شوي فزیک انسټیټیوټ د Extreme Light Study (XCELS) لپاره د Exawatt مرکز معرفي کړ، چې د لویو ساینسي وسیلو لپاره د څیړنې پروګرام دی.د لوړ ځواک لیزرونه. په دې پروژه کې د یوې ودانۍ جوړول شامل ديد لوړ ځواک لیزرپه لوی اپرچر پوټاشیم ډیډیوټیریم فاسفیټ (DKDP، کیمیاوي فورمول KD2PO4) کریسټالونو کې د آپټیکل پیرامیټریک چیرپډ پلس امپلیفیکیشن ټیکنالوژۍ پراساس ، د 600 PW لوړ بریښنا نبض متوقع ټول تولید سره. دا کار د XCELS پروژې او د دې لیزر سیسټمونو په اړه مهم توضیحات او د څیړنې موندنې وړاندې کوي، غوښتنلیکونه او د الټرا پیاوړې رڼا ساحې تعاملاتو پورې اړوند احتمالي اغیزې تشریح کوي.
د XCELS برنامه په 2011 کې د لوړ ځواک ترلاسه کولو لومړني هدف سره وړاندیز شوې وهلیزرد نبض تولید 200 PW، چې اوس مهال 600 PW ته لوړ شوی. د هغېلیزر سیسټمپه دریو کلیدي ټیکنالوژیو تکیه کوي:
(1) د Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) ټیکنالوژي د دودیز Chirped Pulse Amplification (Chirped Pulse Amplification, OPCPA) پرځای کارول کیږي. CPA) ټیکنالوژي؛
(2) د DKDP د لاسته راوړنې منځنۍ په توګه کارول، د الټرا وایډ بانډ پړاو میچنګ د 910 nm طول موج ته نږدې احساس شوی؛
(3) یو لوی اپرچر نیوډیمیم شیشې لیزر د زرګونو جولونو نبض انرژي سره د پارامیټریک امپلیفیر پمپ کولو لپاره کارول کیږي.
د الټرا وایډ بانډ مرحلې میچنګ په پراخه کچه په ډیری کرسټالونو کې موندل کیږي او د OPCPA femtosecond لیزرونو کې کارول کیږي. د DKDP کرسټالونه کارول کیږي ځکه چې دا یوازینی مواد دي چې په عمل کې موندل کیږي چې د لسګونو سانتي مترو اپرچر ته وده ورکول کیدی شي او په ورته وخت کې د منلو وړ نظري ځانګړتیاوې لري ترڅو د ملټي PW بریښنا لوړولو ملاتړ وکړي.لیزرونه. دا معلومه شوه چې کله د DKDP کرسټال د ND شیشې لیزر د ډبل فریکونسۍ څراغ لخوا پمپ کیږي، که چیرې د امپلیفایډ نبض کیریر موج اوږدوالی 910 nm وي، د څپې ویکتور مسمومیت د ټیلر توسیع لومړنۍ درې شرایط 0 دي.
شکل 1 د XCELS لیزر سیسټم سکیماتیک ترتیب دی. مخکینۍ پای د 910 nm مرکزي طول موج (1.3 په 1 شکل کې) او 1054 nm نانو ثانیه نبضونه د OPCPA پمپ شوي لیزر (په 1 شکل کې 1.1 او 1.2) کې انجیکشن شوي د فیمټوسیکنډ نبضونه رامینځته کړي. مخکینۍ پای د دې نبضونو همغږي او همدارنګه د اړتیا وړ انرژي او سپیټیوټیمپورل پیرامیټرې هم تضمینوي. یو منځنی OPCPA د لوړ تکرار نرخ (1 Hz) کې فعالیت کوي د چیر شوي نبض په لسګونو جولونو ته وده ورکوي (2 په 1 شکل کې). نبض د بوسټر OPCPA لخوا په یو واحد کیلوجول بیم کې نور هم پراخ شوی او په 12 ورته فرعي بیمونو ویشل شوی (4 په 1 شکل کې). په وروستي 12 OPCPA کې، د 12 چرخ شوي رڼا دالونو څخه هر یو د کیلوجول کچې ته لوړ شوی (5 په 1 شکل کې) او بیا د 12 کمپریشن ګریټس (په 1 شکل کې د 6 GC) لخوا فشار شوی. د اکوسټو آپټیک پروګرام وړ خپریدو فلټر په مخکینۍ پای کې کارول کیږي ترڅو دقیقا د ګروپ سرعت تحلیل او د لوړ ترتیب توزیع کنټرول کړي ، ترڅو د نبض ترټولو کوچنی پلنوالی ترلاسه کړي. د نبض طیف تقریبا د 12th-order supergauss شکل لري، او د اعظمي ارزښت 1٪ کې د سپیکٹرل بینډ ویت 150 nm دی، د 17 fs د فویریر بدلون حد نبض پلنوالی سره مطابقت لري. په پارامیټریک امپلیفیرونو کې د نامکمل تحلیل جبران او د غیر خطي مرحلې جبران ستونزې په پام کې نیولو سره ، د نبض متوقع پلنوالی 20 fs دی.
د XCELS لیزر به دوه 8-چینل UFL-2M نیوډیمیم شیشې لیزر فریکونسۍ دوه چنده کولو ماډلونه کاروي (3 په شکل 1 کې)، چې له دې څخه 13 چینلونه به د بوسټر OPCPA او 12 وروستی OPCPA پمپ کولو لپاره وکارول شي. پاتې درې چینلونه به د خپلواک نانوسیکنډ کیلوجول پلس په توګه وکارول شيد لیزر سرچینېد نورو تجربو لپاره. د DKDP کریسټالونو د نظری خرابیدو حد لخوا محدود شوی، د پمپ شوي نبض د شعاع شدت د هر چینل لپاره 1.5 GW/cm2 ته ټاکل شوی او موده یې 3.5 ns ده.
د XCELS لیزر هر چینل د 50 PW بریښنا سره نبض تولیدوي. ټول 12 چینلونه د 600 PW ټولیز تولید بریښنا چمتو کوي. د اصلي هدف په خونه کې، د مثالي شرایطو لاندې د هر چینل اعظمي تمرکز شدت 0.44 × 1025 W/cm2 دی، داسې انګیرل کیږي چې F/1 تمرکز عناصر د تمرکز لپاره کارول کیږي. که چیرې د هر چینل نبض د وروسته کمپریشن تخنیک په واسطه 2.6 fs ته نور هم فشار ورکړل شي، د اړونده تولید نبض ځواک به 230 PW ته لوړ شي، د 2.0 × 1025 W/cm2 د رڼا شدت سره مطابقت لري.
د رڼا د ډیر شدت د ترلاسه کولو لپاره، په 600 PW تولید کې، په 12 چینلونو کې د رڼا نبض به د متمرکز ډیپول وړانګو په جیومیټري کې متمرکز وي، لکه څنګه چې په 2 شکل کې ښودل شوي. کله چې په هر چینل کې د نبض مرحله بنده نه وي، د تمرکز شدت کولی شي 9×1025 W/cm2 ته رسي. که د نبض هره مرحله بنده او همغږي شي، د همغږۍ پایله لرونکي رڼا شدت به 3.2 × 1026 W/cm2 ته لوړ شي. د اصلي هدف خونې سربیره، د XCELS پروژه کې تر 10 پورې کاروونکي لابراتوارونه شامل دي، هر یو د تجربو لپاره یو یا څو بیمونه ترلاسه کوي. د دې خورا قوي ر lightا ساحې په کارولو سره ، د XCELS پروژه پلان لري چې په څلورو کټګوریو کې تجربې ترسره کړي: په شدید لیزر برخو کې د کوانټم الیکټروډینامیک پروسې؛ د ذراتو تولید او سرعت؛ د ثانوي برقی مقناطیسي وړانګو تولید؛ د لابراتوار ستور فزیک، د لوړ انرژی کثافت پروسې او تشخیصی څیړنه.
انځر. 2 د اصلي هدف په خونه کې د جیومیټري تمرکز. د روښانتیا لپاره، د بیم 6 پارابولیک عکس شفاف ته ټاکل شوی، او د ننوتلو او محصول بیم یوازې دوه چینلونه 1 او 7 ښیې
شکل 3 په تجربوي ودانۍ کې د XCELS لیزر سیسټم د هرې فعالې ساحې ځایي ترتیب ښیي. بریښنا، ویکیوم پمپونه، د اوبو درملنه، پاکول او هوایی کنډک په حوزه کې موقعیت لري. د ودانولو ټوله ساحه له 24,000 m2 څخه زیاته ده. د بریښنا ټول مصرف شاوخوا 7.5 میګاواټه دی. تجرباتي ودانۍ د داخلي خولۍ ټولیز چوکاټ او یوه بهرنۍ برخه لري، چې هر یو یې په دوه جلا شوي بنسټونو کې جوړ شوی. د ویکیوم او نور کمپن هڅوونکي سیسټمونه د کمپن څخه جلا شوي بنسټ کې نصب شوي ، ترڅو د فاونډیشن او ملاتړ له لارې لیزر سیسټم ته د لیږد شوي اختلال طول د فریکونسۍ حد کې له 10-10 g2/Hz څخه کم شي. 1-200 Hz سربیره پردې ، د جیوډیسیک حوالې مارکرونو شبکه په لیزر تالار کې جوړه شوې ترڅو په سیستماتیک ډول د ځمکې او تجهیزاتو حرکت وڅاري.
د XCELS پروژه موخه دا ده چې د خورا لوړ لوړ ځواک لیزرونو پراساس د ساینسي څیړنې لوی مرکز رامینځته کړي. د XCELS لیزر سیسټم یو چینل ممکن د 1024 W/cm2 څخه څو ځله د متمرکز رڼا شدت چمتو کړي، کوم چې د پوسټ کمپریشن ټیکنالوژۍ سره د 1025 W/cm2 څخه ډیر کیدی شي. د لیزر سیسټم کې د 12 چینلونو څخه د ډیپول متمرکز نبض په واسطه، 1026 W/cm2 ته نږدې شدت حتی د وروسته کمپریشن او فیز لاک کولو پرته هم ترلاسه کیدی شي. که چیرې د چینلونو ترمنځ د مرحلې همغږي بنده وي، د رڼا شدت به څو چنده لوړ وي. د دې ریکارډ ماتونکي نبض شدت او د ملټي چینل بیم ترتیب په کارولو سره ، راتلونکي XCELS تاسیسات به وکولی شي د خورا لوړ شدت سره تجربې ترسره کړي ، د پیچلي ر lightا ساحې توزیع ، او د څو چینل لیزر بیمونو او ثانوي وړانګو په کارولو سره تعاملات تشخیص کړي. دا به د سپر پیاوړې بریښنایی مقناطیسي ساحې تجربوي فزیک په ساحه کې یو ځانګړی رول ولوبوي.
د پوسټ وخت: مارچ-26-2024