Recently, the Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences introduced the eXawatt Center for Extreme Light Study (XCELS), a research program for large scientific devices based on extremelyהויך מאַכט לייזערז. די פּרויעקט ינקלודז די קאַנסטראַקשאַן פון אַ זייערהויך מאַכט לאַזערבאזירט אויף אָפּטיש פּאַראַמעטריק טשירפּט דויפעק אַמפּלאַפאַקיישאַן טעכנאָלאָגיע אין גרויס עפענונג פון פּאַטטשער, כעמישער פאָרמולע kd2 פּפּ, כעמיש פאָרמולע kd2pols, מיט אַ דערוואַרט גאַנץ קאָפּיע מאַכט פּאַלסיז. די אַרבעט גיט וויכטיק דעטאַילס און פאָרשונג פיינדינגז וועגן די קסקעלס פּרויעקט און זיין לאַזער סיסטעמען, דיסקרייבינג אַפּלאַקיישאַנז און פּאָטענציעל ימפּליקאַטיאָנס שייַכות צו הינטער-שטאַרק ליכט ינטעראַקשאַנז.
די קסקעלס פּראָגראַם איז געווען פארגעלייגט אין 2011 מיט די ערשט ציל פון אַטשיווינג אַ שפּיץ מאַכטלאַזערדויפעק רעזולטאַט פון 200 פּוו, וואָס איז דערווייַל אַפּגריידיד צו 600 פּוו. זייַןלאַזער סיסטעםרילייז אויף דריי שליסל טעקנאַלאַדזשיז:
(1) אָפּטיש פּאַראַמעטריק טשירפּט דויפעק אַמפּלאַפאַקיישאַן (OPCA) טעכנאָלאָגיע איז געניצט אַנשטאָט פון טראדיציאנעלן טשירפּט דויפעק אַמפּליפיקאַציע (טשירפּט דויפעק אַמפּליפיקאַציע, apcpa). קפּאַ) טעכנאָלאָגיע;
(2) ניצן DKDP ווי די געווינס מיטל, הינטער ווידבאַנד פאַסע מאַטטשינג איז איינגעזען לעבן 910 נם ווייוולענגט;
(3) אַ גרויס עפענונג נעאָדימיום גלאז לאַזער מיט אַ דויפעק ענערגיע פון טויזנטער פון דזשולעס איז געניצט צו פּאָמפּע אַ פּאַראַמעטריק אַמפּלאַפייער.
הינטער-לאַדבאַנד פאַסע ריכטן וואָס ריכטן איז וויידלי געפֿונען אין פילע קריסטאַלז און איז געניצט אין OPCA FEMTOSECOND לייזערז. דקדפּ קריסטאַלז זענען געניצט ווייַל זיי זענען די בלויז מאַטעריאַל געפֿונען אין פיר וואָס קענען זיין דערוואַקסן צו טענס פון סענטימעטער און אין דער זעלביקער צייַט האָבן פּאַסיק אָפּטיש מידות צו שטיצן די אַמפּלאַפאַקיישאַן פון מאַלטי-פּוו מאַכטלייזערז. עס איז געפונען אַז די דקדפּ קריסטאַל איז פּאַמפּט דורך די טאָפּל אָפטקייַט ליכט פון די נד גלאז לאַזער, אויב די טרעגער ווייוולענגט פון די אַמפּליפיעד דויפעק איז 910 נם, די ערשטער דרייַ טערמינען פון די טיילער יקספּאַנשאַן פון די כוואַליע וועקטאָר מיסמאַטש זענען 0.
פיגורע 1 איז אַ סכעמאַטיש אויסלייג פון די קססעלס לאַזער סיסטעם. די פראָנט סוף דזשענערייטאַד טשירפּעד פעמפאָסעקאָנד פּאַלסיז מיט אַ הויפט ווייוולענגט פון 910 נם (1.3 אין פיגורע 1) און 1054 נם נאַנאָסעקאָנג פּאַלסיז ינדזשעקטיד אין די OPCPA פּאַמפּט לאַזשיס לאַזז. די פראָנט סוף אויך ינשורז די סינגקראַנאַזיישאַן פון די פּולסיז ווי געזונט ווי די פארלאנגט ענערגיע און ספּאַטיאָטעמעטערס פּאַראַמעטערס. אַ ינטערמידייט opCPA אָפּערייטינג אין אַ העכער יבערכאַזערונג קורס (1 הז) אַמפּלאַפייז די טשירפּעד דויפעק צו טענס פון דזשולעס (2 אין פיגורע 1). די דויפעק איז ווייַטער אַמפּלאַפייד דורך די בוסטער אַפּקפּאַ אין אַ איין קילאָודזשאָולע שטראַל און צעטיילט אין 12 יידעניקאַל סוב-בימז (4 אין פיגורע 1). אין די לעצט 12 אַפּפּאַ, יעדער פון די 12 טשירד ליכט פּאַלסיז איז אַמפּלאַפייד צו די קילאָאָדזשאָולע מדרגה (5 אין פיגורע 1) און דעמאָלט קאַמפּרעסט דורך 12 קאַמפּרעשאַן גרוסטינגז (גק פון 6 אין פיגורע 1). די אַקטאָפּו-אָפּטיק פּראָגראַממאַבלע דיספּערזשאַן פילטער איז געניצט אין פראָנט סוף צו די גענוי קאָנטראָל גרופּע גיכקייַט גיכקייַט דיספּערזשאַן און הויך אָרדער דיספּערזשאַן, אַזוי ווי צו באַקומען די קלענסטער מעגלעך דויפעק ברייט. די דויפעק ספּעקטרום האט אַ פאָרעם פון קימאַט 12-סדר סופּערגאַוס, און די ספּעקטראַל באַנדווידט בייַ 1% פון די מאַקסימום ווערט איז 150 נם, קאָראַספּאַנדינג צו די פיריער טראַנספאָרדעד לעפ ריכטונג פון 17 פס. קאָנסידערינג די דערענדיקט דיספּערזשאַן פאַרגיטיקונג און די שוועריקייט פון נאַנליניער פאַסע פאַרגיטיקונג אין פּאַראַמעטריק אַמפּלאַפייערז, די געריכט דויפעק ברייט איז 20 פס.
די XCLES LASER וועט ניצן צוויי 8-קאַנאַל ומפאַלי גלאז גלאז לאַזער פרובירט מאַדזשולז (3 אין פיגורע 1), פון וועלכע 3 טשאַנאַלז וועט זיין געוויינט צו פּאָמפּע די בוסטער אַפּקפּאַ און 12-טשאַנאַלז. די רוען דריי טשאַנאַלז וועט זיין געוויינט ווי פרייַ נאַנאָסעקאָונד קילאָודזשאָולע פּולדלאַזער קוואלןפֿאַר אנדערע יקספּעראַמאַנץ. לימיטעד דורך די אָפּטיש ברייקדאַון שוועל פון די דקדפּ קריסטאַלז, די יריידיישאַן ינטענסיטי פון די פּאַמפּט דויפעק איז באַשטימט צו 1.5 GW / CM2 פֿאַר יעדער קאַנאַל און די געדויער איז 3.5 נס.
יעדער קאַנאַל פון די קסקעלס לאַזער טראגט פּאַלסיז מיט אַ מאַכט פון 50 פּוו. א גאַנץ פון 12 טשאַנאַלז צושטעלן אַ גאַנץ רעזולטאַט מאַכט פון 600 פּוו. די מאַקסימום פאָוקיסינג ינטענסיטי פון יעדער טשאַנעלענסי פון די הויפּט ציל, די ינערלעך טנאָים איז 0.44 × 1025 וו / קמ 2, אַסומינג אַז F / 1 פאָוקיסינג עלעמענטן זענען געניצט פֿאַר פאָוקיסינג. אויב די דויפעק פון יעדער קאַנאַל איז ווייַטער קאַמפּרעסט צו 2.6 FS דורך פּאָסט-קאַמפּרעשאַן טעכניק, די קאָראַספּאַנדינג פּראָדוקציע דויפעק מאַכט וועט זיין געוואקסן צו 230 פּוו, קאָראַספּאַנדינג צו די ליכט ינטענסיטי פון 2.0 × 1025 וו / קמ 2.
צו דערגרייכן גרעסערע ליכט ינטענסיטי, ביי 600 פּוו רעזולטאַט, די ליכט פּאַלסיז אין די 12 טשאַנאַלז וועט זיין פאָוקיסט אין די דזשיאַמאַטרי פון פאַרקערט דיפּשאַן אין פיגורע, ווי די פאַכמאַן פאַסיעס קענען דערגרייכן 9 × 1025 וו / קמ 2. אויב יעדער דויפעק פאַסע איז פארשפארט און סינגקראַנייזד, דער קאָוכיראַנט ריזאַלטינג ליכט ינטענסיטי וועט זיין געוואקסן צו 3.2 × 1026 וו / קמ 2. אין אַדישאַן צו די הויפּט ציל פּלאַץ, די קסקעלס פּרויעקט כולל אַרויף צו 10 באַניצער לאַבאָראַטאָריעס, יעדער ריסיווינג איינער אָדער מער בימז פֿאַר יקספּעראַמאַנץ. ניצן דעם גאָר שטאַרק ליכט פעלד, די קסקעלס פּרויעקט פּלאַנז צו דורכפירן יקספּעראַמאַנץ אין פיר קאַטעגאָריעס: קוואַנטום ילעקטראָאָדינאַמיקס פּראַסעסאַז אין טיף לאַזער פעלדער; פּראָדוקציע און אַקסעלעריישאַן פון פּאַרטיקאַלז; די דור פון צווייטיק ילעקטראָומאַגנעטיק ראַדיאַציע; לאַבאָראַטאָריע אַסטראָפיסיקס, הויך ענערגיע געדיכטקייַט פּראַסעסאַז און דיאַגנאָסטיק פאָרשונג.
פייַג. 2 פאָוקיסינג דזשיאַמאַטרי אין די הויפּט ציל קאַמער. פֿאַר קלעריטי, די פּאַראַבאָליק שפּיגל פון שטראַל 6 איז באַשטימט צו טראַנספּעראַנט, און די אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט בימז ווייַזן בלויז צוויי טשאַנאַלז 1 און 7
פיגורע 3 ווייזט די ספּיישאַל אויסלייג פון יעדער פאַנגקשאַנאַל געגנט פון די קסקעלס לאַזער סיסטעם אין די יקספּערמענאַל בנין. עלעקטרע, וואַקוום פּאַמפּס, וואַסער באַהאַנדלונג, רייניקונג און לופטקילונג זענען ליגן אין די קעלער. די גאַנץ קאַנסטראַקשאַן געגנט איז מער ווי 24,000 מ 2. די גאַנץ מאַכט קאַנסאַמשאַן איז וועגן 7.5 מוו. די יקספּערמענאַל בנין באשטייט פון אַ ינערלעך כאַנד קוילעלדיק ראַם און אַ פונדרויסנדיק אָפּטיילונג, יעדער געבויט אויף צוויי דעקאָופּאַלד יסודות. די וואַקוום און אנדערע ווייבריישאַן-ינדוסינג סיסטעמען זענען אינסטאַלירן אויף די ווייבריישאַן-אפגעזונדערט יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד יסוד, אַזוי אַז די אַמפּליטוד פון די לאַזער סיסטעם דורך די וויקיפּעדיע און שטיצן איז רידוסט צו ווייניקער ווי 10-10 ג 2 / הז אין די אָפטקייַט קייט פון 1-20 ג אין דערצו, אַ נאָדעסיק דערמאָנען מאַרקערס איז געגרינדעט אין די לאַזער זאַל צו סיסטאַמאַטיקלי מאָניטאָר די דריפט פון דער ערד און עקוויפּמענט.
די קסקעלס פּראָיעקט יימז צו שאַפֿן אַ גרויס וויסנשאפטלעכע פאָרשונג מעכירעס באזירט אויף גאָר הויך שפּיץ מאַכט לייזערז. איין קאַנאַל פון די Xcels Laser סיסטעם קען צושטעלן אַ פאָוקיסט ליכט ינטענסיטי עטלעכע מאָל העכער ווי 1024 וו / קמ 2, וואָס קענען זיין יקסידיד דורך 1025 וו / קמ 2 מיט פּאָסטן-קאַמפּרעשאַן טעכנאָלאָגיע. דורך דיפּאָלע-פאָוקיסינג פּאַלסיז פון 12 טשאַנאַלז אין די לאַזער סיסטעם, אַ ינטענסיטי נאָענט צו 1026 וו / קמ 2 קענען זיין אַטשיווד אפילו אָן פּאָסטן-קאַמפּרעשאַן און פאַסע לאַקינג. אויב די פאַסע סינטשראָניזאַטיאָן צווישן טשאַנאַלז איז פארשפארט, די ליכט ינטענסיטי וועט זיין עטלעכע מאָל העכער. מיט די רעקאָרדירן-ברייקינג דויפעק ינטענסיטי און די מולטי-קאַנאַל שטראַל אויסלייג, די צוקונפֿט קסקעלס מעכירעס קענען דורכפירן יקספּעראַמאַנץ מיט ליכט פעלד דיסטראַביושאַנז, קאָמפּלעקס, קאָמפּלעקס ליכט פעלד און דיאַגנייסינג ליכט פעלד, ניצן מאַלטי-קאַנאַל לאַזער בימז און צווייטיק ראַדיאַציע. דאָס וועט שפּילן אַ יינציק ראָלע אין די פעלד פון סופּער-שטאַרק ילעקטראָומאַגנעטיק פעלד יקספּערמענאַל פיזיק.
פּאָסטן צייט: Mar-26-2024