Nova (laser)

Nova  je supervýkonný laser , který existoval v Livermore National Laboratory ( USA ) v letech 1984 až 1999 . Hlavním účelem jeho použití bylo provést testy inerciální termonukleární fúze (ITS). S tímto laserem bylo v roce 1996 poprvé [1] na světě dosaženo výstupního výkonu petawatt [2] . Maximální přijatý výkon 1,5 PW = 1,5⋅10 15 W , dosažený v roce 1999 [3] , je dlouhodobě rekordní pro všechny laserové systémy [4]dokud nebyl v roce 2013 v Číně předveden 2PW laser [5] . Po ukončení prací byla Nova nahrazena systémem NIF .

Hlavní blok

Jako zesilovací médium v ​​laseru bylo použito neodymové sklo , jehož záření bylo převáděno do třetí harmonické (vlnová délka 351 nm ). Jako čerpací byly použity xenonové výbojky . Celkem laser obsahoval deset generačních kanálů. Typické hodnoty charakteristik laserových pulzů byly energie řádově 40 kJ s dobou trvání pulzu řádově 2,5 ns , což poskytovalo výkon 16 TW v každém řádku. Toto záření bylo použito k ozařování vnitřních stěn hohlraumu, v jehož středu byl umístěn termonukleární terč. Na stěnách se záření přeměnilo na rentgenový rozsah , který rovnoměrně ozařoval cíl a způsobil ablaci látky z jeho povrchu. V důsledku toho byl na vnitřní vrstvy terče vyvíjen obrovský tlak , což vedlo ke stlačení a zahřátí látky nutné k zapálení termonukleární reakce [6] .

Petawatt line

V roce 1992 bylo navrženo vybudování petawattového elektrického vedení s cílem jeho využití pro tzv. „rychlé zapálení“ terče. V roce 1993 byly na tento projekt vyčleněny peníze. Bylo rozhodnuto vytvořit hybridní schéma: nejprve bylo záření generováno v titan-safíru a poté bylo zesíleno v neodymovém skle. K dosažení petawattového výkonu byla použita technologie cvrlikání pulzního zesílení , která již v té době umožňovala dosáhnout úrovně výkonu 100 TW. Hlavním problémem bylo vytvoření difrakčních zrcadel pro kompresor. Zpočátku se předpokládalo, že to bude vyžadovat vývoj technologie pro vytváření vícevrstvých dielektrických zrcadel , ale experimentátorům se podařilo vytvořit kovová zrcadla, která zajistila trvání pulzu 0,5 ps . První série přípravných experimentů s novým systémem se uskutečnila v prosinci 1994, druhá - v březnu 1995. Systém byl nakonec spuštěn v květnu 1996 a na výstupu dával laserový puls o výkonu 1,25 PW [1] . Později bylo schéma mírně vylepšeno a umožnilo získat rekordních 1,5 PW v jednom paprsku při energii pulsu 660 J a době trvání 440 fs . Paprsek měl dobrou kvalitu a po zaostření dosahoval intenzity >7⋅10 20 W/cm² [3] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 12 Michael Perry . Překročení Petawatt Threshold (nedostupný odkaz) . Livermore National Laboratory (prosinec 1996). Získáno 5. ledna 2011. Archivováno z originálu 15. září 2012.  
  2. ↑ Deanna M. Pennington a kol. Petawattový laserový systém  (anglicky)  // Proc. SPIE . - 1997. - Sv. 3047 . - str. 490 .
  3. ↑ 1 2 M. D. Perry a kol. Petawattové laserové pulsy  (anglicky)  // Optics Letters . - 1999. - Sv. 24 , č. 3 . - S. 160-162 .
  4. ↑ A. V. Korzhimanov, A. A. Gonoskov, E. A. Khazanov , A. M. Sergeev . Horizonty petawattových laserových systémů  // UFN . - 2011. - T. 181 . - S. 9-32 .
  5. ↑ Yuxi Chu a kol. Vysoce kontrastní 2,0 petawattový Ti:safírový laserový systém  (anglicky)  // Optics Express . - 2013. - Sv. 21, č. 24 . - P. 029231. - doi : 10.1364/OE.21.029231 .
  6. ↑ Ted Perry, Bruce Remington. Nova Laser Experiments and Stockpile Stewardships (nedostupný odkaz) . Livermore National Laboratory (září 1997). Získáno 5. ledna 2011. Archivováno z originálu 7. června 2011.