Selon des médias étrangers, le centre Berkeley Laboratory Laser Accelerator (Bella) du laboratoire national de Berkeley du département américain de l'énergie a développé et testé un système optique innovant qui mesure et contrôle avec précision la position des faisceaux laser de haute puissance et pointe vers le précision précédente. Angle - ne pas interrompre ou interférer avec le faisceau laser. Ce nouveau système aidera les utilisateurs de la communauté scientifique à maximiser les lasers à haute puissance.
Ce travail de vérification expérimentale est dirigé par Berkeley Lab et Ph.D. à Berkeley, Université de Californie. Ses recherches ont été décrites dans un article dans "High Power Laser Science and Engineering", "High Power Laser Science and Engineering".
CAMERON GEDDES, ministère de la technologie et des applications physiques des accélérateurs du laboratoire de Berkeley (ATAP), a déclaré : "Il s'agit d'un énorme progrès en matière de mesure et de contrôle, qui profitera aux installations laser de haute puissance dans le monde." Le centre Bella fait partie du département.
Pas de mesure d'interférence
Certains utilisateurs ayant des applications exigeantes savent que le faisceau laser se déplace dans une plage minimale pour répondre même aux vibrations et variations les plus contrôlées de l'environnement de laboratoire. ISONO a déclaré: "Si vous manquez l'objectif, tant que vous avez quelques microns, vous pouvez faire la différence entre les suppléments inutiles de la science étonnante et le bruit de fond." Un petit décalage directif peut également entraîner des complexités inutiles. C'est là que fonctionnent le capteur de diagnostic et le système de rétroaction.
Aucune mesure d'interférence
Certains utilisateurs avec des applications exigeantes savent que le faisceau laser se déplace dans une plage minimale pour répondre même aux vibrations et variations de l'environnement de laboratoire les plus contrôlées ISONO a déclaré :. "Si vous manquez l'objectif, tant que vous avez quelques microns, vous pouvez faire la différence entre les suppléments inutiles de la science étonnante et le bruit de fond. "Un petit décalage directif peut également entraîner des complexités inutiles. C'est là que fonctionnent le capteur de diagnostic et le système de rétroaction.
Le cœur de cette nouvelle méthode est une architecture laser avec trois propriétés clés. Tout d'abord, il fournit cinq impulsions à haute puissance et mille impulsions à faible puissance par seconde, qui suivent toutes le même chemin. Deuxièmement, la ligne de faisceau est conçue pour optimiser, en faisant l'impulsion de puissance élevée et la taille et la divergence de l'impulsion de faible puissance. Enfin, il remplace l'un des miroirs à fil à faisceau réfléchi par un miroir innovant en forme de coin doté d'un revêtement spécial sur la surface avant et la surface arrière du miroir.
Presque tous les faisceaux principaux sont réfléchis depuis la surface avant de l'élément optique sans être affectés par d'autres effets significatifs. Une petite partie du faisceau (1 % de la puissance d'entrée) se propage à travers la surface avant et est réfléchie par la surface arrière. Ce "faisceau témoin" est presque parallèle au faisceau principal à travers tout dispositif optique ultérieur, et il y a suffisamment de shunt pour faciliter le placement de l'instrument. Le résultat final est que l'angle de pointage et la position latérale du faisceau lumineux sont liés à la hauteur du faisceau de route.
Isono a déclaré que le résultat est "une mesure qui n'interfère pas avec le faisceau laser principal, mais qui est très précise pour nous indiquer sa situation".
Avantages pour Bella Center et ailleurs
Un objectif récent des chercheurs est d'utiliser cette méthode de diagnostic dans le cadre du système de rétroaction pour stabiliser activement la position latérale et l'angle de pointage du laser. Une étude préliminaire sur le centre Bella avec des lasers de 100 térawatts est espérée. Le manuscrit illustre la perspective de la gigue du laser haute puissance 5 Hz en stabilisant activement la séquence d'impulsions laser de faible puissance 1 kHz. La vibration et le mouvement du faisceau laser se sont produits en quelques dizaines de Hertz, ce qui est tout à fait dans la gamme des systèmes de rétroaction pratiques. On s'attend à ce que la position et l'angle de transmission des impulsions laser haute puissance s'améliorent cinq fois.
Le développement de l'accélérateur de particules à plasma laser (LPAS) est la tâche principale du centre de la Bella, ce qui reflète les avantages potentiels de cette innovation. Le LPAS produit un champ électrique super élevé, qui peut accélérer les particules chargées très rapidement, offrant ainsi de l'espoir pour la prochaine génération, un accélérateur plus abordable, pouvant être utilisé dans diverses applications. Étant donné que le LPA est accéléré dans un tube creux mince ou "capillaire", ils bénéficieront grandement d'un contrôle amélioré de la position du faisceau laser d'entraînement et de l'angle de pointage.
Une application directe au centre de BELLA consiste à fournir un faisceau d'électrons pour le laser électronique libre (FEL) à l'aide d'un accélérateur à plasma piloté par laser - l'appareil peut produire une impulsion photonique plus brillante que l'énergie lumineuse visible et une courte longueur d'onde.
Isono a déclaré: "Le risoter, le réseau magnétique au niveau du noyau FEL, a une exigence très stricte pour l'acceptation du faisceau d'électrons, qui est directement liée à l'angle de pointage et aux fluctuations horizontales du laser d'entraînement LPA."
Le Kbella proposé est un système laser de nouvelle génération, qui sera une application possible en combinaison avec une puissance élevée et une répétition kilohertz. "Ce travail ne se limite pas à l'accélération du plasma laser", a déclaré le directeur du Bella Center. Eric Eric Esarey. "Il résout une demande spécifique pour l'ensemble de l'industrie des lasers haute puissance, ce qui prouve une copie basse puissance liée aux impulsions haute puissance, sans interférence évidente. N'importe quel endroit pour transmettre des faisceaux laser haute puissance à n'importe quelle application avec une certaine précision, ce diagnostic apportera de grands changements. Pensez à l'expérience de collision de particules laser, ou à l'interaction entre le laser et les cibles de précision au micron. "
