Argus laser

Argus laser ovanifrån. Målkammarens område är vid den bortre väggen (övre till vänster).

Argus var en två-stråle högeffekts infraröd neodymdopad silikaglaslaser med en 20 cm (7,9 tum) utgångsöppning byggd vid Lawrence Livermore National Laboratory 1976 för studiet av tröghetsinneslutningsfusion . Argus avancerade studiet av interaktion mellan laser och mål och banade väg för konstruktionen av dess efterträdare, Shiva-lasern med 20 strålar .

Det var känt från några av de tidigare experimenten i ICF att när stora lasersystem förstärkte sina strålar bortom en viss punkt (vanligtvis runt gigawattnivån), skulle ickelinjära optiska effekter börja uppträda på grund av ljusets mycket intensiva natur. Den allvarligaste effekten av dessa var " Kerr-linsning ", där, eftersom strålen är så intensiv, att ljusets elektriska fält under dess passage genom antingen luft eller glas faktiskt ändrar materialets brytningsindex och orsakar strålen kl. de mest intensiva pekar på "självfokus" ner till filamentliknande strukturer med extremt hög intensitet. När en stråle kollapsar till extremt högintensiva filament som denna, kan den lätt överskrida den optiska skadetröskeln för laserglas och annan optik, vilket allvarligt skadar dem genom att skapa gropar, sprickor och gråa spår genom glaset. Dessa effekter blev så allvarliga efter bara de första förstärkningsstegen av tidiga lasrar, att det ansågs vara i princip omöjligt att överskrida gigawattnivån för ICF-lasrar utan att förstöra själva lasern efter bara några få skott.

För att förbättra kvaliteten på de förstärkta strålarna hade LLNL börjat experimentera med användningen av rumsliga filter i singelstrålen Cyclops laser , byggd föregående år. Grundidén var att förlänga laseranordningen till en mycket lång "strållinje", över vilken eventuella defekter som samlats i strålen successivt skulle tas bort efter varje förstärkningssteg. En serie av rör med linser i vardera änden skulle fokusera ljuset ner till en punkt (brännpunkten) där det skulle passera genom ett nålhål som skulle stöta bort ofokuserat ljus, jämna ut strålen och eliminera de högintensiva fläckarna som annars skulle ha varit ytterligare förstärkt vilket orsakar skada på nedstråleoptik. Tekniken var så framgångsrik på Argus att den ofta kallades "räddaren av laser ICF".

Efter framgången med Cyclops med strålutjämning, var nästa steg att ytterligare öka energin och kraften i de resulterande strålarna. Argus använde en serie av fem grupper av förstärkare och rumsliga filter anordnade längs strållinjerna, var och en ökade effekten tills den nådde totalt cirka 1 kilojoule och 1-2 terawatt per stråle. Dessa intensiteter skulle ha varit omöjliga att uppnå utan användning av rumslig filtrering. Argus designades i första hand för att karakterisera stora laserstrålar och laser-målinteraktioner, det gjordes inget försök att faktiskt uppnå fusionständningstillståndet i enheten eftersom detta ansågs vara omöjligt vid de energier som Argus kunde leverera. Argus användes dock för att ytterligare utforska högre avkastning av målen av den så kallade "exploderande pusher"-typen och för att utveckla röntgendiagnostikkameror för att se den heta plasman i sådana mål, en teknik som är avgörande för att karakterisera målprestanda på senare ICF-lasrar .

Argus kunde producera totalt cirka 4 terawatt effekt i korta pulser på upp till cirka 100 pikosekunder, eller cirka 2 terawatt effekt i en längre 1 nanosekunds puls (~2 kilojoule ) på ett fusionsbränslekapselmål med en diameter på 100 mikrometer . Det blev den första lasern som utförde experiment med röntgenstrålar producerade genom bestrålning av en hohlraum . Den minskade produktionen av hård röntgenenergi via produktionen av heta elektroner vid användning av frekvensdubblerat och tredubblat laserljus (i motsats till det infraröda ljuset som direkt produceras av lasern själv) märktes först på Argus. Denna teknik skulle också senare valideras i direktdriftläge (vid både LLE- och Novette-lasern ) och därefter användas för att förbättra laserenergin för att rikta plasmakopplingseffektiviteten i experiment på nästan alla efterföljande lasertröghetsinneslutningsanordningar. Argus stängdes av och demonterades i september 1981. Maximalt fusionsutbyte för målimplosioner på Argus var cirka 10 9 neutroner per skott.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Argus_laser&oldid=953438852 "