Dhawaan, Machadka Fiisigiska La Adeegsaday ee Akadeemiyada Sayniska ee Ruushka ayaa soo bandhigay Xarunta Daraasadda Iftiinka ee Xaddiga Badan (XCELS), oo ah barnaamij cilmi baaris ah oo loogu talagalay aaladaha sayniska ee waaweyn oo ku salaysan heer sarelaser-yada awoodda sare lehMashruucu wuxuu ka kooban yahay dhismaha dhisme aad u weynlaser awood sare lehIyada oo ku saleysan tignoolajiyada kor u qaadista garaaca wadnaha ee indhaha ee ku jira kiristaalo waaweyn oo ah potassium dideuterium phosphate (DKDP, qaacidada kiimikada KD2PO4), iyadoo la filayo in wadarta guud ee wax soo saarku ay noqoto 600 PW oo ah garaaca awoodda ugu sarreysa. Shaqadani waxay bixisaa faahfaahin muhiim ah iyo natiijooyin cilmi baaris ah oo ku saabsan mashruuca XCELS iyo nidaamyadiisa laysarka, iyadoo sharraxaysa codsiyada iyo saameynta suurtagalka ah ee la xiriirta isdhexgalka goobta iftiinka aadka u xooggan.
Barnaamijka XCELS waxaa la soo jeediyay 2011 iyadoo hadafkii ugu horreeyay uu ahaa in la gaaro awood sare.laysarWax soo saarka garaaca wadnaha oo ah 200 PW, kaas oo hadda loo cusbooneysiiyay 600 PW.nidaamka laysarkawaxay ku saleysan tahay saddex tignoolajiyadood oo muhiim ah:
(1) Tiknoolajiyadda Optic Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) waxaa loo isticmaalaa halkii laga isticmaali lahaa tiknoolajiyadda Chirped Pulse Amplification (OPCPA). CPA);
(2) Iyada oo la adeegsanayo DKDP oo ah dhexdhexaadka faa'iidada, isku-xidhka wejiga ballaaran ee aadka u ballaaran ayaa la sameeyaa meel u dhow hirarka 910 nm;
(3) Laser galaas neodymium ah oo weyn oo leh tamar garaac oo kumanaan joules ah ayaa loo isticmaalaa in lagu shubo qalab kor u qaada.
Isku-xidhka wejiga ee aadka u ballaaran ayaa si weyn looga helaa kiristaalo badan waxaana loo isticmaalaa laysarka femtosecond OPCPA. Kiristaalo DKDP ah ayaa loo isticmaalaa sababtoo ah waa walaxda kaliya ee laga helo ficil ahaan ee lagu kori karo tobanaan sentimitir oo dalool ah isla markaana leh tayo la aqbali karo oo indhaha ah si loo taageero xoojinta awoodda PW badanlaysarkaWaxaa la ogaaday in marka kiristaalka DKDP lagu shubo iftiinka laba-laaban ee laysarka galaaska ND, haddii hirarka side-ka ee garaaca la xoojiyay uu yahay 910 nm, saddexda erey ee ugu horreeya ee ballaarinta Taylor ee isku-dheelitir la'aanta vector-ka hirarka waa 0.
Jaantuska 1 waa qaab-dhismeed qaabaysan oo ku saabsan nidaamka laysarka XCELS. Dhamaadka hore wuxuu soo saaray garaacyo femtosecond ah oo jajaban oo leh mowjad dhexe oo ah 910 nm (1.3 Jaantuska 1) iyo garaacyo nanosecond ah oo 1054 nm ah oo lagu duray laysarka OPCPA ee la riixay (1.1 iyo 1.2 Jaantuska 1). Dhamaadka hore wuxuu sidoo kale hubiyaa isku-dubaridka garaacyadan iyo sidoo kale xuduudaha tamarta loo baahan yahay iyo kuwa booska ku-meel-gaarka ah. OPCPA dhexdhexaad ah oo ku shaqeysa heer ku-celcelin sare (1 Hz) waxay garaaca garaaca ee jajaban u kordhisaa tobanaan joules (2 Jaantuska 1). Garaaca waxaa sii xoojiyay Booster OPCPA oo u rogay hal bir oo kilojoule ah waxaana loo qaybiyay 12 alwaax oo isku mid ah (4 Jaantuska 1). 12 OPCPA ee ugu dambeeya, mid kasta oo ka mid ah 12 garaac oo iftiin ah ayaa lagu xoojiyay heerka kilojoule (5 Jaantuska 1) ka dibna waxaa lagu cadaadiyay 12 shabag oo cadaadis ah (GC ee 6 Jaantuska 1). Shaandhada kala firdhisan ee barnaamijka lagu samayn karo ee acousto-optic ayaa loo isticmaalaa dhinaca hore si loo xakameeyo kala firdhinta xawaaraha kooxda iyo kala firdhinta heerka sare, si loo helo ballaca garaaca ugu yar ee suurtogalka ah. Kala firdhinta garaaca waxay leedahay qaab ku dhawaad 12-aad supergauss, iyo ballaca muuqaalka ee 1% qiimaha ugu badan waa 150 nm, oo u dhiganta ballaca garaaca xadka Fourier ee 17 fs. Marka la eego magdhowga kala firdhinta aan dhammaystirnayn iyo dhibka magdhowga wejiga aan tooska ahayn ee amplifiers-ka parametric, ballaca garaaca la filayo waa 20 fs.
Laser-ka XCELS wuxuu adeegsan doonaa laba qaybood oo 8-channel ah oo UFL-2M neodymium galaas ah oo labanlaaban oo laysarka galaaska ah (3 ee Jaantuska 1), kuwaas oo 13 kanaal loo isticmaali doono in lagu shubo Booster OPCPA iyo 12 OPCPA kama dambays ah. Saddexda kanaal ee soo haray waxaa loo isticmaali doonaa sidii nanosecond kilojoule oo madax-bannaan.Ilo laysar ahTijaabooyin kale. Xaddidan heerka burburka indhaha ee kiristaalo DKDP, xoojinta shucaaca ee garaaca la bamgareeyay waxaa loo dejiyay 1.5 GW/cm2 kanaal kasta, muddadana waa 3.5 ns.
Kanaal kasta oo ka mid ah laysarka XCELS wuxuu soo saaraa garaacyo leh awood dhan 50 PW. Wadarta 12 kanaal waxay bixiyaan wadarta awoodda wax soo saarka oo ah 600 PW. Qolka ugu muhiimsan ee bartilmaameedka ah, xoogga diiradda ugu badan ee kanaal kasta oo ku jira xaaladaha ugu habboon waa 0.44×1025 W/cm2, iyadoo la malaynayo in walxaha diiradda saaraya F/1 loo isticmaalo diiradda saarista. Haddii garaaca kanaal kasta si dheeraad ah loogu cadaadiyo 2.6 fs iyadoo la adeegsanayo farsamada cadaadiska kadib, awoodda garaaca wax soo saarka ee u dhiganta waxaa loo kordhin doonaa 230 PW, taasoo u dhiganta xoogga iftiinka ee 2.0×1025 W/cm2.
Si loo gaaro xoojinta iftiinka oo weyn, marka la gaaro wax soo saarka 600 PW, garaaca iftiinka ee 12-ka kanaal waxaa diiradda lagu saari doonaa joomatari ee shucaaca dipole-ka ee rogan, sida ku cad Jaantuska 2. Marka marxaladda garaaca ee kanaal kasta aan la xirin, xoojinta diiradda waxay gaari kartaa 9×1025 W/cm2. Haddii marxalad kasta oo garaaca la xiro oo la isku waafajiyo, xoojinta iftiinka ee isku-dhafan ayaa la kordhin doonaa ilaa 3.2×1026 W/cm2. Marka lagu daro qolka ugu muhiimsan ee bartilmaameedka ah, mashruuca XCELS wuxuu ka kooban yahay ilaa 10 shaybaar oo isticmaale ah, mid walbana wuxuu helayaa hal ama in ka badan oo iftiin ah tijaabooyinka. Iyada oo la adeegsanayo goobtan iftiinka ee aadka u xooggan, mashruuca XCELS wuxuu qorsheynayaa inuu sameeyo tijaabooyin afar qaybood ah: hababka electrodynamics-ka quantum ee goobaha laysarka ee xooggan; Soo saarista iyo dardargelinta walxaha; Jiilka shucaaca elektromagnetic-ka labaad; cilmiga xiddigiska shaybaarka, hababka cufnaanta tamarta sare iyo cilmi-baarista ogaanshaha.
Jaantuska 2aad ee diiradda saaraya qolka ugu muhiimsan ee bartilmaameedka. Si loo caddeeyo, muraayadda parabolic ee fallaadhaha 6 waxaa loo dejiyay mid hufan, fallaadhaha gelinta iyo soo-saarkana waxay muujinayaan oo keliya laba kanaal 1 iyo 7
Jaantuska 3aad wuxuu muujinayaa qaabka booska ee meel kasta oo shaqo ah oo ka mid ah nidaamka laysarka XCELS ee dhismaha tijaabada ah. Korontada, bambooyinka faakuumka, daaweynta biyaha, nadiifinta iyo qaboojinta hawada ayaa ku yaal dabaqa hoose. Wadarta aagga dhismaha waa in ka badan 24,000 m2. Wadarta isticmaalka korontada waa qiyaastii 7.5 MW. Dhismaha tijaabada ah wuxuu ka kooban yahay qaab-dhismeed guud oo godan oo gudaha ah iyo qayb dibadeed, mid walbana wuxuu ku dhisan yahay laba aasaas oo la kala furfuray. Nidaamyada faakuumka iyo kuwa kale ee kiciya gariirka waxaa lagu rakibay aasaaska go'doonsan ee gariirka, si baaxadda khalkhalka loo gudbiyo nidaamka laysarka iyada oo loo marayo aasaaska iyo taageerada loo yareeyo wax ka yar 10-10 g2/Hz inta u dhaxaysa inta jeer ee 1-200 Hz. Intaa waxaa dheer, shabakad calaamado tixraac juquraafi ah ayaa lagu rakibay hoolka laysarka si si nidaamsan loola socdo qulqulka dhulka iyo qalabka.
Mashruuca XCELS wuxuu higsanayaa inuu abuuro xarun cilmi baaris oo weyn oo ku salaysan laysarka awoodda ugu sarreysa ee aadka u sarreeya. Hal kanaal oo ka mid ah nidaamka laysarka XCELS ayaa laga yaabaa inuu bixiyo xoog iftiin oo diiradda saaraya dhowr jeer oo ka sarreeya 1024 W/cm2, kaas oo laga sii gudbi karo 1025 W/cm2 oo leh tignoolajiyada ka dib cadaadiska. Iyada oo la adeegsanayo garaaca dipole-focusing ee ka imanaya 12 kanaal oo ku jira nidaamka laysarka, xoog u dhow 1026 W/cm2 ayaa la gaari karaa xitaa iyada oo aan la helin cadaadis ka dib iyo qufulka wejiga. Haddii isku-dubaridka wejiga ee u dhexeeya kanaallada la xiro, xoogga iftiinku wuxuu noqon doonaa dhowr jeer ka sarreeya. Iyada oo la adeegsanayo xoojinta garaaca rikoodhka iyo qaab-dhismeedka iftiinka badan ee kanaalka, xarunta XCELS ee mustaqbalka waxay awoodi doontaa inay sameyso tijaabooyin leh xoog aad u sarreeya, qaybinta goobta iftiinka ee adag, iyo ogaanshaha isdhexgalka iyadoo la adeegsanayo fallaadhaha laysarka badan ee kanaalka iyo shucaaca labaad. Tani waxay ka ciyaari doontaa door gaar ah goobta fiisigiska tijaabada ah ee goobta korantada ee aadka u xooggan.
Waqtiga boostada: Maarso-26-2024