Haufinyane tjena, Setsi sa Fisiks e Sebedisitsweng sa Russian Academy of Sciences se hlahisitse eXawatt Center for Extreme Light Study (XCELS), lenaneo la dipatlisiso bakeng sa disebediswa tse kgolo tsa saense tse itshetlehileng hodimali-laser tse matla haholoMorero ona o kenyeletsa kaho ealaser e matla haholoe ipapisitse le theknoloji ea ho eketsa molumo oa pulse e chirped ea optical parametric ka har'a likristale tsa potassium dideuterium phosphate (DKDP, chemical formula KD2PO4) tse nang le tlhahiso e lebelletsoeng ea li-pulse tsa matla a holimo tse 600 tsa PW. Mosebetsi ona o fana ka lintlha tsa bohlokoa le liphetho tsa lipatlisiso mabapi le projeke ea XCELS le litsamaiso tsa eona tsa laser, e hlalosang lits'ebetso le litlamorao tse ka bang teng tse amanang le likamano tsa matla a khanya a matla haholo.
Lenaneo la XCELS le ile la sisinngoa ka 2011 ka sepheo sa pele sa ho fihlela matla a phahameng.lasertlhahiso ea pulse ea 200 PW, eo hajoale e ntlafalitsoeng ho ea ho 600 PW.sistimi ea lasere itšetlehile ka theknoloji e meraro ea bohlokoa:
(1) Theknoloji ea Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) e sebelisoa ho fapana le theknoloji ea setso ea Chirped Pulse Amplification (Chirped Pulse Amplification, OPCPA). CPA;
(2) Ha ho sebediswa DKDP e le sebaka sa ho fumana bokgoni, ho bapisa mohato wa ultra wideband ho fihlellwa haufi le bolelele ba leqhubu ba 910 nm;
(3) Lesetara e kgolo ya khalase ya neodymium e nang le matla a ho otla a diketekete tsa di-joules e sebediswa ho pompa amplifier ya parametric.
Ho bapisa mekhahlelo ea ultra-wideband ho fumanoa haholo likristale tse ngata 'me ho sebelisoa ho OPCPA femtosecond lasers. Likristale tsa DKDP li sebelisoa hobane ke tsona feela thepa e fumanoang ts'ebetsong e ka holisoang ho fihlela ho mashome a lisenthimithara tsa lesoba 'me ka nako e ts'oanang li na le litšobotsi tse amohelehang tsa optical ho tšehetsa keketseho ea matla a multi-PW.li-laserHo fumanoe hore ha kristale ea DKDP e pompeloa ke khanya ea maqhubu a mabeli ea laser ea khalase ea ND, haeba bolelele ba leqhubu la carrier ba pulse e amplified e le 910 nm, mantsoe a mararo a pele a katoloso ea Taylor ea ho se lumellane ha vector ea leqhubu ke 0.
Setšoantšo sa 1 ke moralo oa sekema sa sistimi ea laser ea XCELS. Karolo e ka pele e hlahisitse li-pulse tsa femtosecond tse chirped tse nang le bolelele ba bolelele ba 910 nm (1.3 ho Setšoantšo sa 1) le li-pulse tsa nanosecond tsa 1054 nm tse kenngoeng ka har'a laser e pumped ea OPCPA (1.1 le 1.2 ho Setšoantšo sa 1). Karolo e ka pele e boetse e netefatsa ho hokahanya li-pulse tsena hammoho le matla a hlokahalang le liparamente tsa spatiotemporal. OPCPA e mahareng e sebetsang ka sekhahla se phahameng sa ho pheta-pheta (1 Hz) e eketsa pulse e chirped ho mashome a li-joules (2 ho Setšoantšo sa 1). Ho putlama ho matlafatsoa ho eketsehileng ke Booster OPCPA ho ba lebone le le leng la kilojoule 'me le arotsoe ka li-sub-beam tse 12 tse tšoanang (4 ho Setšoantšo sa 1). Ho OPCPA ea ho qetela ea 12, e 'ngoe le e 'ngoe ea li-pulse tsa leseli tse 12 tse chirped e holisoa ho ea boemong ba kilojoule (5 ho Setšoantšo sa 1) ebe e hatelloa ke li-grating tsa compression tse 12 (GC ea 6 ho Setšoantšo sa 1). Sefe ea acousto-optic e ka hlophisoang e sebelisoa karolong e ka pele ho laola ka nepo ho hasana ha lebelo la sehlopha le ho hasana ha maemo a holimo, e le ho fumana bophara bo bonyenyane ka ho fetisisa ba ho hasana. Sepektara sa ho hasana se na le sebopeho sa supergauss e ka bang 12th-order, 'me bandwidth ea spectral ho 1% ea boleng bo holimo ke 150 nm, e tsamaellanang le bophara ba pulse ea Fourier transform ea 17 fs. Ha ho nahanoa ka puseletso e sa fellang ea ho hasana le bothata ba puseletso ea karolo e seng ea linear ho li-amplifiers tsa parametric, bophara ba pulse bo lebelletsoeng ke 20 fs.
Laser ea XCELS e tla sebelisa li-module tse peli tsa UFL-2M tsa khalase ea neodymium tse nang le makhetlo a 8 (3 ho Setšoantšo sa 1), tseo ho tsona ho tla sebelisoa likanale tse 13 ho pompa Booster OPCPA le OPCPA ea ho qetela e 12. Likanale tse tharo tse setseng li tla sebelisoa e le nanosecond kilojoule e ikemetseng e pulsed.mehloli ea laserbakeng sa liteko tse ling. E lekanyelitsoe ke moeli oa ho senyeha ha optical oa likristale tsa DKDP, matla a mahlaseli a pulse e pompetsoeng a behiloe ho 1.5 GW/cm2 bakeng sa kanale ka 'ngoe 'me nako ke 3.5 ns.
Mokero o mong le o mong oa laser ea XCELS o hlahisa li-pulse tse nang le matla a 50 PW. Kakaretso ea likanale tse 12 e fana ka matla a felletseng a tlhahiso ea 600 PW. Kamoreng e ka sehloohong ea sepheo, matla a holimo a ho tsepamisa maikutlo a kanale ka 'ngoe tlas'a maemo a loketseng ke 0.44 × 1025 W/cm2, ha ho nahanoa hore likarolo tsa ho tsepamisa maikutlo tsa F/1 li sebelisetsoa ho tsepamisa maikutlo. Haeba ho otla ha pelo ha kanale ka 'ngoe ho hatelloa ho ea ho 2.6 fs ka mokhoa oa kamora ho hatella, matla a ho otla ha pelo a tšoanang a tla eketsoa ho 230 PW, a tsamaellanang le matla a khanya a 2.0 × 1025 W/cm2.
Ho fihlella matla a khanya a maholo, tlhahisong ea 600 PW, li-pulse tsa khanya likanaleng tse 12 li tla shebana le jeometri ea mahlaseli a inverse dipole, joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 2. Ha karolo ea pulse kanaleng ka 'ngoe e sa notleloa, matla a ho tsepamisa maikutlo a ka fihla ho 9 × 1025 W/cm2. Haeba karolo ka 'ngoe ea pulse e notleloa 'me e hokahantsoe, matla a khanya a kopaneng a tla eketsoa ho 3.2 × 1026 W/cm2. Ntle le kamore e ka sehloohong e reriloeng, projeke ea XCELS e kenyelletsa lilaboratori tse fihlang ho tse 10 tsa basebelisi, e 'ngoe le e 'ngoe e amohela mahlasedi a le mong kapa a mangata bakeng sa liteko. Ka ho sebelisa tšimo ena e matla haholo ea leseli, projeke ea XCELS e rera ho etsa liteko ka mekhahlelo e mene: lits'ebetso tsa quantum electrodynamics masimong a matla a laser; Tlhahiso le ho potlaka ha likaroloana; Tlhahiso ea mahlaseli a bobeli a motlakase a motlakase; Astrophysics ea laboratori, lits'ebetso tse nang le matla a mangata le lipatlisiso tsa tlhahlobo.
Setšoantšo sa 2. Jeometri ea ho tsepamisa maikutlo ka kamoreng e ka sehloohong ea sepheo. Bakeng sa ho hlaka, seipone sa paraboliki sa mahlaseli a 6 se behiloe ho bonaletsang, 'me mahlaseli a ho kenya le ho ntša a bontša liteishene tse peli feela tsa 1 le 7.
Setšoantšo sa 3 se bonts'a sebopeho sa sebaka sa sebaka se seng le se seng se sebetsang sa sistimi ea laser ea XCELS mohahong oa liteko. Motlakase, lipompo tsa vacuum, kalafo ea metsi, tlhoekiso le moea o pholileng li fumaneha mokatong o ka tlase. Sebaka sohle sa kaho se feta 24,000 m2. Tšebeliso eohle ea matla ke hoo e ka bang 7.5 MW. Moaho oa liteko o na le foreimi e akaretsang e se nang letho le karolo e ka ntle, e 'ngoe le e 'ngoe e hahiloeng holim'a metheo e 'meli e arohaneng. Vacuum le litsamaiso tse ling tse bakang ho thothomela li kentsoe motheong o arohaneng le ho thothomela, e le hore boholo ba tšitiso e fetisetsoang tsamaisong ea laser ka motheo le tšehetso bo fokotsoe ho ba ka tlase ho 10-10 g2/Hz ka har'a maqhubu a 1-200 Hz. Ho phaella moo, marang-rang a matšoao a litšupiso tsa geodesic a behiloe holong ea laser ho lekola ka mokhoa o hlophisehileng ho kheloha ha mobu le lisebelisoa.
Morero oa XCELS o ikemiselitse ho theha setsi se seholo sa lipatlisiso tsa mahlale se thehiloeng ho li-laser tsa matla a phahameng haholo. Mokero o mong oa sistimi ea laser ea XCELS o ka fana ka matla a leseli a shebaneng le leseli a phahametseng 1024 W/cm2 ka makhetlo a 'maloa, a ka fetang 1025 W/cm2 ka theknoloji ea kamora khatello. Ka li-pulse tse shebaneng le dipole tse tsoang likanaleng tse 12 tsamaisong ea laser, matla a haufi le 1026 W/cm2 a ka finyelloa esita le ntle le ho koaloa ha khatello le mohato. Haeba khokahano ea mohato pakeng tsa likanale e notletsoe, matla a leseli a tla ba holimo ka makhetlo a 'maloa. Ka ho sebelisa matla ana a ho phatloha ha pulse a robang rekoto le moralo oa mahlaseli a mangata, setsi sa nakong e tlang sa XCELS se tla khona ho etsa liteko ka matla a phahameng haholo, kabo e rarahaneng ea matla a leseli, le ho hlahloba likamano ho sebelisoa mahlaseli a laser a mangata le mahlaseli a bobeli. Sena se tla bapala karolo e ikhethang tšimong ea fisiks ea liteko tsa matla a motlakase a matla haholo.
Nako ea poso: Hlakubele-26-2024