De acordo com relatos da mídia estrangeira, o centro Berkeley Laboratory Laser Accelerator (Bella) no Laboratório Nacional de Berkeley do Departamento de Energia dos EUA desenvolveu e testou um sistema óptico inovador que mede e controla com precisão a posição de feixes de laser de alta potência e aponta para o precisão anterior. Ângulo - não interrompe ou interfere com o feixe de laser. Este novo sistema ajudará os usuários da comunidade científica a maximizar os lasers de alta potência.
Este trabalho de verificação experimental é dirigido por Berkeley Lab e Ph.D. em Berkeley, Universidade da Califórnia. Sua pesquisa foi descrita em um artigo na "High Power Laser Science and Engineering", "High Power Laser Science and Engineering".
Berkeley Laboratory Accelerator Technology and Application Physical Ministry (ATAP) CAMERON GEDDES disse: "Este é um enorme progresso em medição e controle, que beneficiará as instalações de laser de alta potência no mundo". O centro Bella faz parte do departamento.
Sem medição de interferência
Alguns usuários com aplicações exigentes sabem que o feixe de laser se move dentro de um alcance mínimo para responder até mesmo às vibrações e variações mais controladas do ambiente de laboratório. ISONO disse: "Se você errar o objetivo, contanto que tenha alguns mícrons, poderá fazer a diferença entre os suplementos desnecessários da incrível ciência e o ruído de fundo". Pequenos deslocamentos de diretivas também podem resultar em complexidades desnecessárias. É aqui que o sensor de diagnóstico e o sistema de feedback funcionam.
Sem Medição de Interferência
Alguns usuários com aplicações exigentes sabem que o feixe de laser se move dentro de um alcance mínimo para responder até mesmo à vibração e variação do ambiente de laboratório mais controlada. "Se você errar o objetivo, contanto que tenha alguns mícrons, você pode fazer a diferença entre os suplementos desnecessários da ciência incrível e o ruído de fundo. "Pequeno deslocamento diretivo também pode resultar em complexidades desnecessárias. É aqui que o sensor de diagnóstico e o sistema de feedback funcionam.
O núcleo deste novo método é uma arquitetura de laser com três propriedades principais. Primeiro, ele fornece cinco pulsos de alta potência e mil pulsos de baixa potência por segundo, todos seguindo o mesmo caminho. Em segundo lugar, a linha de feixe é projetada para otimizar, tornando o pulso de alta potência e o tamanho e divergência do pulso de baixa potência. Finalmente, ele substitui um dos espelhos de arame de feixe refletido por um inovador espelho em forma de cunha que possui um revestimento especial na superfície frontal e na superfície traseira do espelho.
Quase todos os feixes principais são refletidos da superfície frontal do elemento óptico sem serem afetados por outros efeitos significativos. Uma pequena porção do feixe (1 por cento da potência de entrada) é propagada através da superfície frontal e refletida na superfície traseira. Este "feixe de testemunha" fica quase em paralelo com o feixe principal através de qualquer dispositivo óptico subsequente, e há shunt suficiente para facilitar a colocação do instrumento. O resultado final é que o ângulo de apontamento e a posição lateral do feixe de luz estão relacionados com a altura do feixe alto.
Isono disse que o resultado é "uma medição que não interfere no feixe principal do laser, mas é muito preciso para nos dizer sua situação".
Benefícios para o Bella Center e outros lugares
Um objetivo recente dos pesquisadores é usar esse método de diagnóstico como parte do sistema de feedback para estabilizar ativamente a posição lateral e o ângulo de apontamento do laser. Espera-se um estudo preliminar no centro Bella com lasers de 100 terawatts. O manuscrito ilustra a perspectiva do jitter do laser de alta potência de 5 Hz, estabilizando ativamente a sequência de pulso do laser de baixa potência de 1 kHz. A vibração e o movimento do feixe de laser ocorreram em algumas dezenas de Hertz, o que está completamente dentro do alcance dos sistemas de feedback práticos. Espera-se que a posição e o ângulo da transmissão de pulso de laser de alta potência melhorem cinco vezes.
O desenvolvimento do acelerador de partículas de plasma a laser (LPAS) é a principal tarefa do centro da Bella, o que reflete os potenciais benefícios desta inovação. O LPAS produz um campo elétrico super alto, que pode acelerar as partículas carregadas muito rapidamente, dando esperança para a próxima geração, acelerador mais acessível, que pode ser usado em várias aplicações. Como o LPA é acelerado em um tubo oco fino ou "capilar", eles se beneficiarão muito do controle aprimorado da posição do feixe de laser de acionamento e do ângulo de apontamento.
Uma aplicação direta no centro do BELLA é fornecer um feixe de elétrons para o laser eletrônico livre (FEL) usando um acelerador de plasma acionado por laser - o aparelho pode produzir um pulso de fóton brilhante do que a energia da luz visível e um comprimento de onda curto.
Isono disse: "O risoter, a matriz magnética no núcleo FEL, tem um requisito muito rigoroso para a aceitação do feixe de elétrons, que está diretamente relacionado ao ângulo de apontamento e às flutuações horizontais do laser de acionamento do LPA".
O Kbella proposto é um sistema a laser de última geração, que será uma possível aplicação em combinação com alta potência e repetição de kilohertz. "Esse trabalho não se limita à aceleração do plasma a laser", disse o diretor do Bella Center. Eric Eric Esarey. "Ele resolve uma demanda específica para toda a indústria de laser de alta potência, que comprova a cópia de baixa potência relacionada ao pulso de alta potência, sem interferência óbvia. Qualquer lugar para passar feixes de laser de alta potência para qualquer aplicação com certa precisão, este diagnóstico trará grandes mudanças. Pense no experimento de colisão de partículas a laser ou na interação entre alvos de precisão de laser e mícron."
