Según informes de medios extranjeros, el centro Berkeley Laboratory Laser Accelerator (Bella) en el Berkeley National Laboratory del Departamento de Energía de los Estados Unidos ha desarrollado y probado un innovador sistema óptico que mide y controla con precisión la posición de los rayos láser de alta potencia y apunta a la precisión anterior. Ángulo: no interrumpe ni interfiere con el rayo láser. Este nuevo sistema ayudará a los usuarios de la comunidad científica a maximizar los láseres de alta potencia.
Este trabajo de verificación experimental está dirigido por Berkeley Lab y Ph.D. en Berkeley, Universidad de California. Su investigación ha sido descrita en un artículo en el "High Power Laser Science and Engineering", "High Power Laser Science and Engineering".
Berkeley Laboratory Accelerator Technology and Application Physical Ministry (ATAP) CAMERON GEDDES dijo: "Este es un gran progreso en la medición y el control, que beneficiará a las instalaciones de láser de alta potencia en el mundo". El centro Bella es parte del departamento.
Sin medición de interferencias
Algunos usuarios con aplicaciones exigentes saben que el rayo láser se mueve dentro de un rango mínimo para responder incluso a la vibración y variación del entorno de laboratorio más controlado. ISONO dijo: "Si no logras el objetivo, siempre que tengas algunas micras, puedes marcar la diferencia entre los suplementos innecesarios de la increíble ciencia y el ruido de fondo". La pequeña compensación de directivas también puede resultar en complejidades innecesarias. Aquí es donde funciona el sensor de diagnóstico y el sistema de retroalimentación.
Medición sin interferencias
Algunos usuarios con aplicaciones exigentes saben que el rayo láser se mueve dentro de un rango mínimo para responder incluso a la vibración y variación del entorno de laboratorio más controlada, dijo ISONO: "Si no logras el objetivo, siempre que tengas algunas micras, puedes marcar la diferencia entre los suplementos innecesarios de la increíble ciencia y el ruido de fondo". La pequeña compensación de directivas también puede resultar en complejidades innecesarias. Aquí es donde funciona el sensor de diagnóstico y el sistema de retroalimentación.
El núcleo de este nuevo método es una arquitectura láser con tres propiedades clave. En primer lugar, proporciona cinco pulsos de alta potencia y mil pulsos de baja potencia por segundo, todos los cuales siguen el mismo camino. En segundo lugar, la línea de haz está diseñada para optimizar, haciendo el pulso de alta potencia y el tamaño y la divergencia del pulso de baja potencia. Finalmente, reemplaza uno de los espejos de alambre de haz reflejado con un innovador espejo en forma de cuña que tiene un revestimiento especial en la superficie delantera y la superficie trasera del espejo.
Casi todas las vigas principales se reflejan desde la superficie frontal del elemento óptico sin verse afectadas por otros efectos significativos. Una pequeña porción del haz (1% de la potencia de entrada) se propaga a través de la superficie delantera y se refleja desde la superficie trasera. Este "haz testigo" está casi en paralelo con el haz principal a través de cualquier dispositivo óptico posterior, y hay suficiente derivación para facilitar la colocación del instrumento. El resultado final es que el ángulo de apuntamiento y la posición lateral del haz de luz están relacionados con la altura de las luces altas.
Isono dijo que el resultado es "una medición que no interfiere con el rayo láser principal, pero es muy preciso para decirnos su situación".
Beneficios para Bella Center y otros lugares
Un objetivo reciente de los investigadores es utilizar este método de diagnóstico como parte del sistema de retroalimentación para estabilizar activamente la posición lateral y el ángulo de apuntamiento del láser. Se espera un estudio preliminar sobre el centro Bella con láseres de 100 teravatios. El manuscrito ilustra la perspectiva del jitter del láser de alta potencia de 5 Hz mediante la estabilización activa de la secuencia de pulsos láser de baja potencia de 1 kHz. La vibración y el movimiento del rayo láser ocurrieron en unas pocas decenas de Hertz, que está completamente dentro del rango de los sistemas de retroalimentación prácticos. Se espera que la posición y el ángulo de la transmisión de pulsos láser de alta potencia mejoren cinco veces.
El desarrollo del acelerador de partículas de plasma láser (LPAS) es la tarea principal del centro de la Bella, lo que refleja los beneficios potenciales de esta innovación. LPAS produce un campo eléctrico súper alto, que puede acelerar las partículas cargadas muy rápidamente, proporcionando así la esperanza de que la próxima generación, un acelerador más asequible, se pueda utilizar en diversas aplicaciones. Dado que el LPA se acelera en un tubo hueco delgado o "capilar", se beneficiarán enormemente de un mejor control de la posición del rayo láser de accionamiento y el ángulo de apuntamiento.
Una aplicación directa en el centro de BELLA es proporcionar un haz de electrones para el láser electrónico libre (FEL) utilizando un acelerador de plasma impulsado por láser: el aparato puede producir un pulso de fotones brillante que la energía de la luz visible y una longitud de onda corta.
Isono dijo: "El risoter, la matriz magnética en el núcleo FEL, tiene un requisito muy estricto para la aceptación del haz de electrones, que está directamente relacionado con el ángulo de apuntamiento y las fluctuaciones horizontales del láser de accionamiento LPA".
El Kbella propuesto es un sistema láser de próxima generación, que será una posible aplicación en combinación con alta potencia y repetición de kilohercios. "Este trabajo no se limita a la aceleración de plasma láser", dijo el director del Bella Center. Eric Eric Esarey. "Resuelve una demanda específica para toda la industria del láser de alta potencia, lo que demuestra una copia de baja potencia relacionada con el pulso de alta potencia, sin interferencias obvias. Cualquier lugar para pasar rayos láser de alta potencia a cualquier aplicación con una cierta precisión, este diagnóstico traerá grandes cambios. Piense en el experimento de colisión de partículas láser, o la interacción entre los objetivos de precisión láser y micras. "
